政策與焦點(diǎn)·海外觀察

多家公司加大量子密碼研發(fā)力度

量子密碼學(xué)中發(fā)展最好的一類被稱為“量子密鑰分配”（QKD），它的基礎(chǔ)是阻止攔截，而不是防止解密。密鑰是一個(gè)巨大的數(shù)字——如果用十進(jìn)制表示，那是一個(gè)上百位的數(shù)字。發(fā)送者在發(fā)送加密信息前用一系列光子（光的粒子）把這個(gè)數(shù)字發(fā)送給接受者。第三方要想讀取這次傳送加密信息需獲得密鑰，必須破壞一些光子。由于接收者肯定會(huì)注意到丟失的光子，第三方需要制造并發(fā)送一模一樣的光子給接收者，以免竊聽活動(dòng)被人察覺。但是，發(fā)送者和接收者可以阻止這種事情發(fā)生，辦法就是使用兩種不同的量子態(tài)——比如光子的偏振——來編碼組成密鑰的 0和 1。根據(jù)維爾納·海森堡的不確定性原理，兩種量子狀態(tài)中只有一種可以測(cè)定出來，因此第三方不可能毫無紕漏地重建每一個(gè)光子。如果接收者檢測(cè)到紕漏，他可以通知發(fā)送者不要發(fā)送真正的信息，直到線路安全為止。

瑞士公司——ID Quantique 是這種方法的倡導(dǎo)者之一。它與美國(guó)公司 Battelle 合作，建立了一條 700 公里的光纖 QKD 線纜。它連接了 Battelle 位于俄亥俄州哥倫布市的總部和 ID Quantique 位于華盛頓特區(qū)及其周邊的設(shè)施。Battelle 將用這條線路來保護(hù)自己的信息，其他想要傳送敏感數(shù)據(jù)的公司也將租用這條線路。

澳大利亞公司 QuintessenceLabs 研發(fā)了一種不同的編碼方法。它不去改變光子的偏振，而是改變它們的相位和振幅。但效果是一樣的，第三方如果竊聽就必然會(huì)暴露自己。QuintessenceLabs 使用這種技術(shù)建立了一條560 公里的 QKD 連線，連接起加州帕薩迪納的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和硅谷的埃姆斯研究中心。

此外，洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的簡(jiǎn)·諾德霍爾特項(xiàng)目組最近演示了一種口袋大小的QKD發(fā)射器，稱為QKarD，它可以加密通過公共數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送的信號(hào)，用以控制智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)平衡電力的需求和供應(yīng)，從而可以更有效地分配電力。這需要在許多不同的地方持續(xù)檢測(cè)電壓、電流和電網(wǎng)頻率，并將結(jié)果迅速傳送到控制中心。然而，傳輸過程也需要保證安全，以防有人蓄意造成系統(tǒng)癱瘓。盡管這些項(xiàng)目方法各有不同，但是所有項(xiàng)目都依靠本地固定線路來運(yùn)送光子。