中國發(fā)射量子衛(wèi)星震動(dòng)世界

●本報(bào)駐德國特約記者　青木　●本報(bào)記者　邢曉婧　●陳一

幾乎一夜之間，世界知道中國發(fā)射了一顆特別厲害的衛(wèi)星——“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。這顆于16日凌晨發(fā)射的衛(wèi)星主要承擔(dān)量子技術(shù)方面的任務(wù)。量子這種亞原子粒子很神奇，關(guān)于它的理論也特別晦澀高深，非專業(yè)人士很難搞懂，但這并不能阻擋世界輿論的贊嘆。美國《華爾街日?qǐng)?bào)》稱，“預(yù)計(jì)此次發(fā)射將把中國推進(jìn)到科學(xué)界最具挑戰(zhàn)領(lǐng)域之一的最前沿。”澳大利亞新聞網(wǎng)稱，此次發(fā)射“可能會(huì)被證明是中國獲得全球支配地位的決定性時(shí)刻。”既然那么重要，為什么其他國家沒有發(fā)射這種衛(wèi)星？外媒多歸結(jié)于中國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和體制優(yōu)勢(shì)——中國現(xiàn)在有能力實(shí)施雄心勃勃的大項(xiàng)目，并能實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)，而其他國家的科學(xué)家沒那么幸運(yùn)。中國科技大學(xué)學(xué)者袁嵐峰16日告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》，中國已經(jīng)發(fā)展到今天這樣一個(gè)階段，完全有能力，也必須為研發(fā)最前沿的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行投入。科學(xué)最本質(zhì)的目的是為了造福人類，從這個(gè)角度說中國有條件這么做，也應(yīng)該這么做。

信息安全的“終極武器”

“周二凌晨，在位于戈壁沙漠的發(fā)射塔上，中國迎來可能被證明是該國獲得全球支配地位的決定性時(shí)刻”。澳大利亞新聞網(wǎng)16日?qǐng)?bào)道稱，在世界各地安全機(jī)構(gòu)密切注視下，中國成功發(fā)射了世界第一顆量子衛(wèi)星。這次成功發(fā)射不僅將中國送到一個(gè)獨(dú)一無二科學(xué)領(lǐng)域里的前沿地位，更重要的是，它使中國在爭(zhēng)奪網(wǎng)絡(luò)安全圣杯的過程中遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全球?qū)κ郑阂粋€(gè)免受黑客攻擊的數(shù)字通信系統(tǒng)。通過發(fā)射一系列量子通信衛(wèi)星，中國希望通過使用基于量子通信原理的加密技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)超級(jí)安全網(wǎng)絡(luò)。

“量子技術(shù)”是什么？法國《歐洲時(shí)報(bào)》稱，許多并不了解該技術(shù)的人們總是覺得這是一種以光速傳播信息的顛覆性黑科技，甚至有人認(rèn)為實(shí)現(xiàn)太空中的星際即時(shí)通信已經(jīng)變?yōu)榭赡芰?。而?shí)際上這與量子通信這門技術(shù)的真正本質(zhì)相去甚遠(yuǎn)。量子信息是量子物理與信息技術(shù)相結(jié)合發(fā)展起來的新學(xué)科，主要包括量子通信和量子計(jì)算兩個(gè)領(lǐng)域。量子通信主要研究量子密碼、量子隱形傳態(tài)、遠(yuǎn)距離量子通信技術(shù)等；量子計(jì)算主要研究量子計(jì)算機(jī)和適合于量子計(jì)算機(jī)的量子算法。中美兩國恰好是選擇了兩個(gè)不同的方向：中國對(duì)量子通信情有獨(dú)鐘，美國對(duì)量子計(jì)算心儀已久。

令很多科幻迷失望的是，現(xiàn)在所說的量子通信并不能讓信息以超光速從一個(gè)銀河系傳送到另外一個(gè)星系，更與時(shí)空穿越無關(guān)。它目前最受關(guān)注的領(lǐng)域是，信息加密。“德國之聲”報(bào)道說，量子科學(xué)為信息安全提供了“終極武器”，此次中國科學(xué)家在“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星上搭載了“四種武器”：量子密鑰通信機(jī)、量子糾纏發(fā)射機(jī)、量子糾纏源和量子試驗(yàn)控制與處理機(jī)。該項(xiàng)目首席科學(xué)家潘建偉表示，量子衛(wèi)星將從太空向地面?zhèn)鬏敿用苊荑€，同時(shí)揭示量子糾纏的科學(xué)現(xiàn)象。量子通信的安全性基于量子物理的基本原理，即單光子的不可分割性和量子的不可復(fù)制性，從而保證了信息的不可竊聽和不可破解，可以從根本上永久性解決信息安全問題。

美國《紐約時(shí)報(bào)》稱，中國周二成功發(fā)射量子通信衛(wèi)星將開發(fā)黑客無法攻擊的量子通信的努力向前推進(jìn)了一步。近年來，網(wǎng)絡(luò)安全一直是中國主要關(guān)注的焦點(diǎn)，在斯諾登披露美國通過使用美國生產(chǎn)的硬件進(jìn)行廣泛的監(jiān)視竊聽之后，中國制定規(guī)則限制從美國進(jìn)口技術(shù)。英國廣播公司報(bào)道說，美國學(xué)者認(rèn)為，中國爭(zhēng)取走在世界量子通信前列，動(dòng)機(jī)之一是要抗衡美國的網(wǎng)絡(luò)攻擊與防御能力。美國正加緊研究如何建設(shè)功能強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，這種計(jì)算機(jī)理論上威脅到目前被廣泛采用的密碼原理。

袁嵐峰16日對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者說，現(xiàn)在世界通用的RSA密碼，稍稍增加幾位就會(huì)使計(jì)算量大到用全世界的計(jì)算機(jī)算上幾億年都算不出來，因此大家都覺得安全。但偏偏量子計(jì)算里就有破解RSA密碼的方法，使用量子計(jì)算機(jī)可快速算出RSA密碼。也就是說，人類現(xiàn)有密碼體系面臨全部遭到破解的情況，這將會(huì)帶來全球性恐慌。在這種情況下，就需要一種層級(jí)更高的保密方式——量子通信。

美國《華爾街日?qǐng)?bào)》贊嘆說，中國的最新躍進(jìn)不僅是步子大──而且是一項(xiàng)巨大的科技突破。在當(dāng)今這個(gè)網(wǎng)絡(luò)間諜大行其道的時(shí)代，憑借此次發(fā)射，中國將在獲得一項(xiàng)“令人高度垂涎的資產(chǎn)”方面取得遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的優(yōu)勢(shì)。這項(xiàng)資產(chǎn)就是：防黑客通訊技術(shù)。

對(duì)中國傳統(tǒng)文化的禮贊

量子衛(wèi)星也讓一位中國古代名人為世界熟知。臺(tái)灣《中國時(shí)報(bào)》稱，全球首顆量子衛(wèi)星叫“墨子號(hào)”，或許有人會(huì)好奇，為什么要用這位2400年前的古人命名？他跟量子科學(xué)又有什么關(guān)系？其實(shí)，墨子曾提出某種意義的粒子論，以他命名正體現(xiàn)出中國的文化自信。報(bào)道稱，作為政治思想家為人熟知的墨子，其實(shí)還有另一個(gè)稱號(hào)叫作“科圣”，被譽(yù)為中國科學(xué)家的始祖。他在科學(xué)思想方面，提出了中國最早的宇宙概念、數(shù)學(xué)論述、物理觀念等，在機(jī)械制造領(lǐng)域也負(fù)有盛名。

香港《南華早報(bào)》稱，該衛(wèi)星起名為“墨子”，不僅是因?yàn)樗蠈?shí)驗(yàn)的開創(chuàng)性本質(zhì)，而且還是對(duì)中國傳統(tǒng)文化的禮贊。在古代，中國就是“創(chuàng)新的樂土”，發(fā)明了黑火藥、紙、印刷術(shù)和指南針。現(xiàn)在，經(jīng)過數(shù)十年的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，中國已經(jīng)培育出世界上最大的科學(xué)家和工程技術(shù)人員隊(duì)伍，一些掌握一流的科技技術(shù)和先進(jìn)的硬件裝備。中國準(zhǔn)備通過雄心勃勃的工程重新恢復(fù)其過去的榮光。中國科學(xué)家說：“量子通信衛(wèi)星任務(wù)是其它任何國家還從來沒有嘗試過的事情，一百多年來中國一直跟在其他人的屁股后面。量子通信衛(wèi)星是我們?cè)谔占夹g(shù)領(lǐng)域里領(lǐng)先其它國家的第一步。”

是什么讓中國拿到了這項(xiàng)世界第一呢？很多外媒認(rèn)為是國家的支持?！度A爾街日?qǐng)?bào)》說，美國、歐洲、日本以及世界其他地方的科學(xué)家們都在競(jìng)相探索量子這一亞原子粒子，它不僅神奇，而且有可能蘊(yùn)含著推動(dòng)科技進(jìn)步的巨大力量。但研究人員說，在獲得國家支持方面，從事這一領(lǐng)域研究的世界其他國家科學(xué)家很難有中國科學(xué)家這么幸運(yùn)。在今年3月公布的中國五年經(jīng)濟(jì)規(guī)劃中，推動(dòng)量子技術(shù)發(fā)展被列為戰(zhàn)略重點(diǎn)。中國政府沒有披露它為量子研究以及建造此次發(fā)射的這顆量子衛(wèi)星花費(fèi)了多少錢。但中國2015年用于基礎(chǔ)科學(xué)研究的資金達(dá)到1010億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2005年時(shí)的19億美元。這些資金中有一部分就用于量子物理領(lǐng)域。

澳大利亞新聞網(wǎng)稱，盡管其它國家的太空機(jī)構(gòu)一直在實(shí)驗(yàn)這項(xiàng)技術(shù)，但是沒有一家機(jī)構(gòu)獲得像中國這家機(jī)構(gòu)那樣，北京提供了那么大的金融支持。日內(nèi)瓦大學(xué)量子物理學(xué)家尼古拉斯·基辛說：“這再次表明中國有能力實(shí)施大型和雄心勃勃的工程，而且能夠?qū)⑵渥兂涩F(xiàn)實(shí)。”

“中國科學(xué)家的努力獲得歐洲、美國、俄羅斯、加拿大和日本同行的尊敬和贊譽(yù)”，《南華早報(bào)》說，奧地利科學(xué)院院長、歐洲量子衛(wèi)星工程領(lǐng)頭人蔡林格表示，“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星的發(fā)射將造福每個(gè)人，“它將首次證實(shí)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)量子通信是可能的。”

中國必須對(duì)前沿科技進(jìn)行投入

為什么其他國家不愿像中國這樣加大對(duì)量子通信的投入？一個(gè)原因是有些科學(xué)家認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)要取得突破并不容易。

據(jù)英國廣播公司報(bào)道，中國的這次量子通信試驗(yàn)將要面對(duì)不少困難。國際期刊《自然》雜志7月份報(bào)道這個(gè)項(xiàng)目時(shí)就指出，當(dāng)前成功的量子通信項(xiàng)目中，其極限距離只有300公里。“光子通過光纖纜線或空氣時(shí)會(huì)變得零散或被吸收，在保存光子脆弱的量子態(tài)之余要放大信號(hào)是極其困難。”“中國專家也承認(rèn)：“衛(wèi)星上發(fā)出一對(duì)糾纏光子，要兩個(gè)站同時(shí)收到，國際上從未做過。”

《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道稱，量子加密也并非是萬無一失的。新加坡量子技術(shù)中心負(fù)責(zé)人亞歷山大·凌說，黑客或許可以通過向量子接收器打強(qiáng)激光束的辦法騙過粗心大意的接收人員。對(duì)于量子通信這一復(fù)雜技術(shù)是否能被簡化到足以在戰(zhàn)時(shí)得到應(yīng)用，美國的安全專家們也表示懷疑。美國詹姆斯頓基金會(huì)研究中國情報(bào)事務(wù)的研究員麥蒂斯說，這類技術(shù)不可避免地存在這樣那樣的問題，相關(guān)操作人員如果不經(jīng)過廣泛培訓(xùn)也很有可能把事情搞砸。

《紐約時(shí)報(bào)》認(rèn)為，量子通信的最大挑戰(zhàn)在于讓衛(wèi)星能夠非常精確地定位地球上的位置，在不受大氣任何波動(dòng)影響的情況下實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。有專家認(rèn)為，現(xiàn)在說測(cè)試是否成功還為時(shí)尚早，但預(yù)計(jì)量子衛(wèi)星通信最終將會(huì)成為全球標(biāo)準(zhǔn)，“理論已經(jīng)有了，技術(shù)也有了，這只是時(shí)間問題。”

“既然是實(shí)驗(yàn)肯定有失敗的可能，所有科學(xué)實(shí)驗(yàn)都面臨失敗，否則就不叫實(shí)驗(yàn)了”，袁嵐峰表示，量子衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)當(dāng)然也有失敗的可能性，但是中國已經(jīng)發(fā)展到今天這樣一個(gè)階段，完全有能力，也必須為研發(fā)最前沿的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行投入。有聲音說要考慮技術(shù)不成熟，但光擔(dān)心技術(shù)不成熟沒有用，不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)永遠(yuǎn)也成熟不了。▲