中国率先实现洲际量子加密视频通话，这有什么大不了吗？

“能和各位一起目睹这一历史性时刻，我感到非常荣幸和激动。”中国科学院院长白春礼在去年9月的那个下午说道。他的影像通过直播，出现在7000公里之外另一桌西装革履的人眼前。那里是位于维也纳的奥地利科学院，当地时间比北京时间晚六个小时。

奥地利科学家也与白春礼寒暄了一番，麦克风、摄像机和屏幕，组成了一场看似普通甚至有点无聊的视频会议。但在屏幕背后，物理学家正利用堪称当今世界上最安全的技术，对会议视频进行加密。 这是有史以来第一场洲际量子加密视频会议 。

近日，中国和奥地利科学家在《物理评论快报》上公布了这场会议的更多技术细节。这支科学团队由中国科技大学物理学家潘建伟领导，他们利用了光纤网络、加密算法和「墨子号」卫星。 「墨子号」由中国耗资1亿美元打造，于2016年发射升空，是目前世界上唯一一颗专门为量子加密技术设计的卫星。

“他们已经论证了一整套设施。”MagiQ Technologies公司首席科学家凯莱布•克里斯滕森（Caleb Christensen）说，该公司研制的量子加密系统可以连接少量用户。“ 他们打通了所有环节，以前没有人做到这一点 。 ”

中国科技大学物理学家、潘建伟团队资深成员陆朝阳说，他们顺利无阻地完成了这场会议。“我们没有想太多，我们觉得可以做到。”在这场视频会议举行的前几个月里，他们已经能在「墨子号」 与地面站之间连续发送量子信号，这是量子通信最棘手的部分。

这场会议持续了75分钟。量子加密通信线路非常稳定，本来还可以维持更长时间，但陆朝阳说，“对视频会议而言，75分钟就够了。”

顾名思义，量子加密技术依靠光子、原子和其他粒子的量子属性来保护信息的安全。在这场会议中，物理学家利用了光子偏振的量子属性。简单来说，偏振描述了光子的方向，他们给每一个光子赋予了两个不同的偏振方向，分别代表1和0。如此一来，一束光变成了秘钥，他们可以用来对数字信息进行扰频处理。

如果根据物理学家最初在上世纪80年代提出的设想，量子加密将是无法破解的。协议有点复杂，但本质上来说，就是 发送者向接收者发送光子形成秘钥，双方公开共享秘钥的一部分 。如果有人试图窃听，接收方的秘钥就会按照量子力学原理，以一种特定的统计学方式，与发送方的秘钥无法匹配。这时，发送方立刻就会知道，秘钥外泄了。

物理学家也把量子加密技术视为量子计算机时代的一个重要工具。量子计算机（很可能将在几十年后实现）可以破解当今最安全的加密算法，但如果是经过适当量子加密的信息，任何普通电脑都无法破解。

这里的关键词是 「 适当加密」 。当物理学家真正开始构建量子网络时，他们无法实现他们所设想的完美量子加密。结果证明，通过自由空间、光纤和中继站把光子发送到几千公里之外，同时还要保证光子的偏振方向不受影响，这在技术上极为困难。量子信号通过光纤传输大概160公里后就会消失， 目前还没人知道如何增强量子信号 。如今最好的量子存储器只能在几分钟内储存秘钥，然后信息就会消失。

因此，潘建伟团队不得不利用传统的通信技术来发送他们的量子信号。在网络的几个节点，他们要先把量子信息（偏振）转换成传统信息（电压和电流），然后又转换回之前的量子信息。但这并不是最理想的做法，因为量子秘钥的绝对安全性依靠的是其量子属性。 只要秘钥被转换成传统信息，普通的破解手段随时都能发挥作用 。

在他们的网络里，量子信息转换为传统信息的发生地是在「墨子号」和几个地面站中。这意味着，只要没有人入侵它或那几个地面站，加密信息就是绝对安全的。为了进行这一论证，潘建伟团队让「墨子号」在会议举行的大概前一个月，就分发量子秘钥。也就是说，其他人可以从秘钥被存储为传统信息形式的驱动器上，复制秘钥。

即使潘建伟团队没有实现最初的设想，他们也是第一个创造出如此大规模、可运行量子网络的团队。克里斯滕森指出，除了少数几个涉及传统信息的部分之外，这一量子网络应该能够凭借量子加密技术本身， 保证信息安全 。

过去十年里，美国、中国、瑞士等多个国家的银行和政府机构都曾尝试过量子加密产品，但克里斯滕森猜测，在较长一段时间内，量子加密仍将是小众技术。因为这项技术依然是新生事物，无论是成本投入，还是产品利弊，都尚不明确。

但这次演示有助于推动量子加密技术进入主流行业。由于中国大力投资量子基础设施，不仅铺设光纤，还发射了一颗卫星，因此 中国的主流行业可能率先应用量子加密技术 。中国的几家银行，比如工商银行和交通银行，已经在尝试。 量子加密技术就像是用量子武装起来的运钞车，保护传送中的数字货币。