这么
哪些是量子
量子通讯网有多牛
这张网对我们的生活有何影响
我国量子通讯技术攻破了什么难关
量子是化学量的最小单元
既有绝招又有怪辟
量子就是质量、能量等各类数学量的最小单元，它以某种粒子状态存在。例如光虽然是以光子为单位一份一份变化的，一个光子就是一个量子。
量子不可分割、不可克隆。科学家借助这种特点，可以制作出最安全的保密锁匙，进而让信息传输显得愈发安全。
量子通讯：给数据加上牢不可破的锁
中国科学家们建立的量子通讯网路，就是给传统通讯形式加上量子秘钥。
现有的密码体系是通过降低估算复杂性来保证安全的。以目前世界上最快的计算机之一——我国“天河二号”为例，以其运算速率分解一个300位的数字须要15万年，而假如用量子叠加并行估算，一秒钟就可以估算下来。
△量子通讯网路加密通讯的流程示意图
量子秘钥因为作为信息载体的单光子不可分割、量子状态不可克隆，因而能保证用其加密的内容不可破译。量子秘钥分发是迄今为止惟一被严格证明是原理上无条件安全的通讯方法。
可以毫不夸张地说，在未来没有量子通讯的国家，其信息安全在别国看上去就等同于透明。
量子通讯已在我国多领域应用
经过20多年努力，中国在量子通讯领域实现了从跟挪到领跑的重大转变。
2016年，中国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”；2017年9月，世界首列量子保密通讯干线——“京沪干线”正式开通。
量子保密通讯“京沪干线”总长超过2000公里，覆盖四省三市共32个节点，包括上海、济南、合肥和北京4个量子城域网，通过两个卫星地面站与“墨子号”相连，总距离4600公里。
目前，量子通讯技术早已在我国获得应用。其中，量子保密通讯技术早已为记念抗日胜利70华诞阅兵、十九大等国家重要大会和活动提供了信息安全保障。据悉银行业监管信息报送、人民币跨境收付信息管理系统、网上建行数据异地灾备系统等都应用了量子保密通讯技术。未来，量子通讯在金融、政务、国防、电子信息等领域可进一步广泛应用。
爬坡过坎
一个个技术难关被攻陷
△量子通讯卫星与地面站实验示意图（图源：中国科学技术学院）
中国量子通讯团队取得的成果举世瞩目，在这当中她们遭到了如何的技术难关？
难关一：单个光子制备
在量子通讯技术的研制过程中，首先要面对的是制备单个光量子的技术困局。中科院教授、中国科技学院常务副院长潘建伟举了一个十分形象的事例，来解释这一关键技术的难度：一个普通的15瓦左右的灯泡每秒钟辐射出的光量子个数可达十万亿亿个，想要实现单个光量子的制备就好似在这十万亿亿个光量子发射下来的顿时捕捉到其中的某一个。
难关二：单光子的侦测
单个光子早已是光能量的最小单元，能量是十分微弱的，须要发展出十分精密和高效的单光子侦测技术。具备了单个光量子的制备和侦测能力后，才才能实现安全的量子通讯。
△2016年11月26日拍摄的“墨子号”量子科学实验卫星与兴隆量子通讯地面站构建天地链路。
难关三：星地通讯好比万米高空投硬币
“墨子号”卫星常务总工设计师王建宇举例说，“要从1000千米的高度把一个个光子发射到地面站，就好比在万米高空高速飞行的客机上大学物理实验光的偏振实验报告，同时向地面两个旋转的投币口狭长的储蓄罐掉入一个个硬币。储蓄罐的投币口是狭长的，相当于光的偏振光，它是有方向的，硬币要把方向对好就能推入去，但是不是扔一个，要两侧同时都扔准才行。”
难关四：地面侦测难度远超千里眼
按照估算，一根火柴划一下大约有1017个光子，而卫星地面站的侦测能力，相当于在月球上的人要发觉在月亮上有人划了一根火柴。据悉，还要在每秒一亿个光子上面，搞明白地面侦测到的是第几个光子，这种光子都是排好队的，侦测一个就要晓得它是第几个，这样就能拿来做秘钥。
目前，广域量子通讯网路的雏型已基本产生。骨干网的扩充，将产生更复杂的拓扑结构，并在基础上建立国家地基授时网路，为定位、导航和授时服务提供保障。另一方面，地面网路与量子卫星结合大学物理实验光的偏振实验报告，为超大尺度量子干涉的相关实验提供了有利基础，如探求量子热学与广义相对论融合等问题，为量子引力的基础检验和用于计量应用的大规模干涉检测提供了可能。
监制丨陆毅
主编丨张媛
记者丨帅俊全
编辑丨邵希炜