《紐約時報》12月3日發(fā)表題為《量子加密競賽方興未艾，中國已領先一步》的文章，對比了中美兩國在量子計算機領域的發(fā)展成就。文章稱，中國在量子加密技術方面已經(jīng)處于領先地位。美國專家驚嘆之余也不得不對美國發(fā)出警告：如果再等上5或者10年才投入進去，那就太晚了。

不過，該報道在科技嚴肅性上存在諸多不足，有專家告訴觀察者網(wǎng)，該文引述了中國科大物理系教授陸朝陽關于量子通信和傳統(tǒng)密碼技術的優(yōu)劣比較就并不符合密碼學常識，“使用傳統(tǒng)通信方式時，竊聽者可以在光纖線路上的每個點攔截數(shù)據(jù)流”這一說法是夸大不實的，因為傳統(tǒng)密碼通信時，信息是經(jīng)對稱密碼（主要算法是AES）加密后傳送的，信息在通信線路的每一處都是以密文形式出現(xiàn)的，攻擊者竊聽攔截并無用處。

事實上，為了應對量子計算機的潛在威脅，國內(nèi)外的權威機構的共識是發(fā)展后量子公鑰密碼技術，這是一種基于數(shù)學原理的軟件技術，比量子通信這種硬件技術更容易與互聯(lián)網(wǎng)兼容共存，運行維護也更經(jīng)濟有效。

以下為文章摘編：

目前像谷歌和阿里巴巴這樣世界級科技巨頭都在競爭研究設計第一臺量子計算機，這種計算機的功能比起今天我們所使用計算機強大得多。

量子計算機可以破解數(shù)字信息加密技術，使得從數(shù)十億美元的電子商務交易信息到存儲國家機密文件的政府數(shù)據(jù)庫面臨信息泄露風險。

那如何應對由于量子計算機破解技術造成信息泄露風險呢？

在一些科學家研究量子計算機的同時，相應的另外一些科學家也正在研究量子安全技術，這種技術可以防止數(shù)字信息被破解竊取。

這是一場涉及國家安全的競賽，雖然任何國家的可以參與，但是很明顯中國在量子加密技術方面已經(jīng)處于領先地位。與人工智能等其他尖端技術一樣，中國政府也將量子研究列為重點項目。

橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)前研究員鄧肯·厄爾(Duncan Earl)提到“中國決定研究量子技術是一項深思熟慮的戰(zhàn)略決策，如果我們再等上5或者10年才投入進去，那就太晚了”。

量子計算是以量子力學這門學科為基礎，該學科主要研究極小物質(zhì)粒子所表現(xiàn)出來的特有的運動行為。

在傳統(tǒng)計算機中，晶體管以“位”儲存信息，每個位不是0就是1。這些基本的數(shù)據(jù)片段會指示計算機如何進行運算。

當物質(zhì)粒子非常小或者它們所處的環(huán)境溫度極低時，它們的運動方式就會放生改變。這種改變允許一個量子位儲存0和1的組合，這樣兩個量子位可以容納4個值。隨著量子位的增長，量子計算機的功能也以指數(shù)形式變得更加強大。

和量子計算一樣，量子加密技術也是依靠極小粒子的特有的運動方式。保護數(shù)據(jù)的代碼是由最小的光粒子發(fā)出的。只要有了合適的設備，就很容易偵測到這些代碼是否被篡改了，就像阿司匹林瓶上的封條一樣。如果實施得當，這項技術可能牢不可破。

但是現(xiàn)在還不能保證建立長距離量子加密網(wǎng)絡。如果這種技術可行，中國政府愿意將政府、學校和商業(yè)資源投入進去進行試驗，這可能帶來巨大的回報。

中國政府已經(jīng)投資了數(shù)千萬美元，建立了量子加密數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。去年，中國一顆以古代哲學家墨子命名的衛(wèi)星利用量子加密技術實現(xiàn)了北京和維也納之間的通話。經(jīng)過4年的規(guī)劃和建設，北京和上海之間的專用量子通信網(wǎng)絡也于去年投入運營。

目前量子加密只能在有限的距離內(nèi)工作，北京和維也納之間的衛(wèi)星連接將這一通信距離擴大到4630英里，但是目前在地面上利用光纖傳輸距離上限只有150英里。

在中國對量子加密的投資中，墨子號衛(wèi)星受到的關注最多。對墨子號衛(wèi)星發(fā)射做出巨大貢獻的中國科學技術大學又牽頭建設了總長約1200英里地面網(wǎng)絡，想借此研究改善量子加密的地面通信問題。

因為這條光纖網(wǎng)絡途徑安徽省和山東省，所以兩個省份共同投資8000萬美元。與中國所有重大基礎設施項目一樣，建造這條光纖的計劃也得到了中國政府的支持。

這條主線也正在延伸到其他城市和地區(qū)，到2030年，中國的目標是在全球建立一個共享量子加密密鑰網(wǎng)絡。

但是也有一些專家對量子加密的有效性提出質(zhì)疑，因為它是一門新技術，沒有經(jīng)過任何嚴格的測試。

但是中國科學技術大學物理學教授陸朝陽表示，北京與上海之間量子網(wǎng)絡是一次重大的升級。

利用傳統(tǒng)的通信方式，竊聽者可以在光纖線路上每一點攔截數(shù)據(jù)流。政府難以探測到線上的攔截點的位置。陸教授表示，量子加密技術可以將京滬沿線1200英里的可能被攻擊的點減少到了幾十個。

陸教授也表示這是一個中間解決方案，而不是最終解決方案。但是就安全而言，這已經(jīng)是巨大的進步。

在美國，政府和業(yè)界認為量子加密不過是一項科學實驗。相反，研究人員專注于使用普通數(shù)學來構建新型的加密形式，用以對抗量子計算機。這項技術形式不需要建造新的基礎設施

但是如今在中國量子研究進展的刺激下，美國人也正在迎頭趕上。

南加州初創(chuàng)企業(yè)Qubitekk正在利用這項技術保護田納西州的電網(wǎng)。另一家初創(chuàng)公司Quantum Xchange正在美國東北部建設一個量子加密網(wǎng)絡，希望為華爾街銀行和其他企業(yè)提供服務。長島石溪大學(Stony Brook University)的研究人員正在準備第三次量子研究實驗測試。

像Qubitekk這樣的小型初創(chuàng)企業(yè)不太可能像中國那樣為量子加密技術投入數(shù)百萬美元來建立基礎設施。但許多專家認為，更重要的研究成果將會在研究實驗室里獲得，美國能源部(Department of Energy)正在為芝加哥的一個測試網(wǎng)絡提供資金，該網(wǎng)絡可能比中國部署量子通信網(wǎng)絡功能更加強大。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National laboratory)和橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National laboratory)正與Qubitekk合作，利用量子技術保護電網(wǎng)。而Quantum Xchange正在將設備轉移到哈德遜街60號(Hudson Street)。哈德遜街是老的西聯(lián)電報中心(Western Unio telegraph hub)，現(xiàn)在是曼哈頓下城的一個互聯(lián)網(wǎng)中心。

Quantum Xchange正打算在曼哈頓和紐瓦克之間建立量子加密連接網(wǎng)絡，計劃將在這兩個城市運營的大型銀行連接起來。最終，它希望將這一網(wǎng)絡延伸到東海岸。

像在芝加哥大學這樣的地方，研究人員希望更進一步，探索設計量子中繼器，這是一種能夠擴展量子加密范圍的設備。

芝加哥大學(University of Chicago)教授戴維·奧沙洛姆(David Awschalom)表示，現(xiàn)在他們雖然還沒有做到這一點，但在不久的將來這種中繼設備肯定會被設計出來。

量子通信技術需要新的硬件。這包括龐大的光纖網(wǎng)絡、衛(wèi)星以及能夠探測單個光子的專用設備。

Qubitekk一直致力于研究量子加密網(wǎng)絡，但是現(xiàn)在它無法獲得完成這項工作所需的特殊光學探測器。因為這家初創(chuàng)公司最初從新澤西州的普林斯頓光波(Princeton Lightwave)一家小型制造商那里購買探測器。但是今年4月，這家美國制造商將探測器業(yè)務交給了中國的一家公司RMY，所以 Qubitekk硬件供應鏈中斷了。

RMY已經(jīng)承諾向Qubitekk提供硬件，但RMY最近告訴它，由于生產(chǎn)問題，額外的檢測器要到來年3月份才能提供。

歐洲的一些小公司也在銷售類似的探測器，全球各地的實驗室也在開發(fā)一種更先進的硬件。但是就目前而言，這種硬件的供應非常有限，尤其是在美國。

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