【自古以来，人类对于通讯安全的追求未曾停止。并且随着物理和算法的不断发展，基于估算复杂性传统加密技术不断遭到挑战：1999年，传统加密算法被破解；2009年，被破解；目前仍未被破解的，也被觉得迟早会被破解。时至今日，我们该怎么保障我们的通讯安全？量子热学给我们带来新的希望。
9月18日，在由中央网信办和北京市人民政府指导、上海网信办承办的“2017年网路安全技术高峰峰会”主峰会上，全球第一颗量子科学实验卫星“墨子号”首席科学家、中国科大学教授潘建伟进行了主题讲演，通过一系列生动的案例，来告诉我们量子技术是怎样为我们营造安全、高效的未来互联网的。
中国科大学教授潘建伟在进行主题讲演
潘建伟表示，借助“量子不可克隆定律，量子不可分割”特性，在遥远两地的用户，可共享无条件安全的秘钥，借助该秘钥对信息进行一次一密的严格加密，保证通讯安全。这也是目前已知惟一的不可监听、不可破译的分发形式。
依据资料，2016年8月16日，由潘建伟兼任首席科学家的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”升空，2017年8月，潘建伟团队在国际上率先实现了千公里级星地单向量子纠缠分发，率先实现了千公里级星地高速量子秘钥分发，并通过卫星中转实现广域量子保密通讯。】
以下为潘建伟讲演全文，观察者网依照现场速记整理：
特别谢谢高峰峰会的约请，让我有机会跟你们来分享一下我的一些观点。我昨天报告的题目是量子安全保障的互联网。虽然我们你们都晓得信息安全领域的基石是加密技术。
虽然所谓的加密技术可以溯源到古埃及以及2700年之前，当时的古埃及斯巴达人就晓得有个加密棒，之后把布袋绕起来写好了密码，把布袋绕过以后，就弄成一堆乱码，你们读不下来。读不下来如何办呢？只有你的接收方，假如有同样半径的加密棒就能读下来。到了公元前一世纪凯撒大帝他使用所谓的密码的代替，例如说把D代表A，之后E代表B。
原本，就弄成了，就读不下来了。
此后有个阿拉伯的物理家阿肯迪，他发觉虽然字母出现的频度它是固定的。假如像英文上面，你若果替换完之后，同一个字母代表同一个意思的话。A的频度是8%，之后E是12%。假如你读了很短的信息然后，你马上就可以对它进行剖析，很快就可以破译。所以对于古密码虽然并没有真正实现一种无条件安全的加密的共享。
随着技术的发展，虽然十分有名的加密系统，就是美军在二战当中广为使用的密码系统。十分不幸的是量子通讯技术，即便是如此复杂的密码系统量子通讯技术，也被图灵，计算机之父设计的图灵机破解了。像（私钥加密算法——观察者网注），99年破解了；，09年被破解了…也被觉得破解是迟早的事，也许几年前你们就建议升级到更高的2048。
然而这种技术，随着位数的提升，我们的加密所须要的成本会越来越高，但并没有明显地提升我们的安全性。到2017年的时侯，广泛用于文件数字签名、文件数字证书中的SHA-1算法也被微软宣布破解了。从某种意义上讲，历史的经验告诉我们依赖于估算复杂度的精典加密算法，原则上都是被我们破解了。
所以虽然在100多年之前，有一位作者爱伦坡他就写过一句话，他说：
“以我们人类的才智似乎是没办法建立人类自身不可破解的密码。”那也就是表明了我们的网路仍然是有漏洞的。十分有意思的是，量子热学经过百余年的发展，为了解决信息安全传输的问题，它不是解决网路安全所有的问题，但它解决了加密技术网路安全的基础性的问题。
为了介绍它的基本概念，我们须要简略回顾一下哪些是量子热学。量子是构成物质的最基本单元，我们是原子是一个一个的，不存在二分之一个氢原子。所以水份子也是一个个，你不能用刀把它切一下，把它劈成二分之一的水份子、四分之一的水份子。
对光来说也是这样的，一个15瓦的电灯泡，它大约每秒可以发出万亿的光子，都是由小颗粒组成的。那些小颗粒跟我们精典世界有本质的不同。我们精典世界可以用一只猫死和活这两个状态，来加载一个比特的信息。但对于微观世界的体系的话，它除了可以处于0或1的状态，甚至可以0+1。虽然它的化学世界十分简单，我让光子极化，它45度偏转的时侯，它就弄成0+1的叠加态了。
对于这些叠加态十分有名的原理，叫海森堡原理，他告诉我们这样的量子态你检测它，会不可防止会有噪音的。当我们把这个东西拓展到两粒子体系的时侯，就形成量子纠缠的概念。例如这两只猫是活活加死死状态的叠加，一只在上海，一只在广州。这个时侯我去看它的时侯，倘若南京的猫属于活的状态，北京的这只猫顿时的就弄成活的状态。借助这样的东西，我们就可以原理上来实现一种绝对安全的量子秘钥分发。
第一我们借助“量子不可克隆定律，量子不可分割”，致使“有人监听必然被发觉”。在这基础之上，完成安全的秘钥分发，我们就可以实现一次一密不可破解的量子秘钥的分发。
从症结的上讲，它还可以拿来作为叠加信息在网路上面的传输。由于时间关系，我只画了一张特别简略的图。例如说杨校长要到上海去开会，班机赶不上如何办？我可以这样操作，我通过无线电台把信息发到那边，我就可以借助纠缠物质，把杨校长传输到南京。其实这个真的要做下来，还须要很长的时间。并且对于多终端量子引擎的传输，它早已实现分布式量子网路如此一个基本单元。
理论上十分简单，可以实现安全的秘钥分发。但实际上要实现理想的单光子源和量子侦测器本身元件的不完美，会留下好多的漏洞。主要的漏洞有两类，一类是光源不完美。由于我们终端有很多个光子过来，我有时侯可能领到两个就送出去了，所以监听者就可以监听到两个。这个问题我们2007年的时侯把它解决了。同时我们的侦测器，也可能遭到黑客的功击，功击以后黑客能够获取我的秘钥。这个问题我们在2012年的时侯解决了。
所以到目前为止，从发射端到接受端的漏洞早已被挺好地解决了。
虽然点对点秘钥分发的距离早已达到四百公里，这是2016年的最新结果。其实我们初步推广了一些应用，到明年十九大举行之前，我们可能会更大规模的把我们有高安全通信保障系统进一步广泛地布署。
然而传输距离达到四百公里后就再也做不远了。
为了解决这个问题，一个解决的方案就是借助所谓的量子中继，然而这个看法过分复杂，目前主要逗留在理论阶段。所以我们在一个项目上面用的是可信中继，保证每位中继节点是安全的。
另外一个途径，我们可以借助卫星做无线的量子通信。这样在内层空间它的耗损是比较少的，虽然可以挺好地进行远距离通信。我们大约从2003年开始这方面的工作，经过十余年的努力，在国际上率先研发了一颗“墨子号”量子通信卫星。目前完成了星地之间的高速的量子分发，同时我们也完成了纠缠在远距离的分发和量子传输的相关的工作。
目前我们早已跟英国科学朋友合作，早已实现了上海到维也纳之间的量子分发，可以实现语音的传输、文件的传输等。目前美国、德国、俄罗斯、新加坡和北美的朋友也正在和我们合作，来共同探求星地一体这样一种量子通信网路的可行性。我们希望还能通过10到15年的努力，希望能够建立如此一个有量子通信安全保障的那么一个通信网路，来强化我们原有互联网的安全性。
最后做一个总结，可能在座的诸位有些是物理家，有些是计算机学家，你们感觉很奇怪，搞数学的如何到这儿来作报告了？为何物理家没有发明一种绝对安全的加密数？这主要是我们在思索问题的时侯，是以化学学家的思维来思索。
这儿我画了一个图，假设有两个卧室，有三个电灯和三个开关是连在一起的。这么那边开完开关，挪到对门看一下，如何发觉那个灯泡跟哪根线连在一起？这从纯粹的物理来讲是十分无法解答的。并且对化学学家很特别简单。我先把灯泡给开了，之后给关了，亮的跟没关的不是连在一起的，暖和那种跟我刚才关闭的是连在一起的，没开过的跟没有体温的是联系在一起的。所以说有些时侯来解决网路安全的时侯，那也是比较好的选择，像化学学家一样来思索。感谢你们！