中国科学家最近搞出了个大新闻,成功搭建了全球首个大规模的“量子芯网”。这项技术靠芯片化集成,把原来的那些大块头设备都给装进了小小的芯片里,让量子通信变得更小巧、更容易用。北京大学王剑威教授、龚旗煌院士和常林研究员带着团队,硬是把20个芯片用户给并联在一起,组网的距离拉到了3700公里。这种既大又远的组网能力,一下子就把国际水平给甩在了后面。文章一发表在《自然》期刊上,就被4位匿名审稿人狠狠夸了一通。 过去想搞量子通信,设备又大又贵,门槛很高。这次我们把“光源芯片”和“通信芯片”这两款核心器件都给集成到了指甲盖大的芯片上。“光源芯片”负责给整个网络定个统一的调子,保证大家说话的时候同步;“通信芯片”则是把激光器、调制器这些玩意全打包进去了,相当于把以前一大套的设备给压缩成了一张名片。 更让人高兴的是,这是国际上20多年来第一次看到光量子芯片搭建成的量子密钥分发网络。实验显示,这批芯片的质量特别好,一致性和良品率都很高。这就意味着以后能大批量低成本生产了,为以后更长距离、更多用户的网络打下了基础。龚旗煌院士觉得这就是个典型案例,证明了集成光量子技术能推动量子通信往前走一大步。 咱们再说说什么是量子密钥分发。以前发文件都是先压缩加密再传过去,那密码本身怎么才能安全传送呢?量子密钥分发就是专门解决这个难题的。它不传文件本身,只传密码——而且这个密码一被偷看就会立刻失效。这是因为它把密码编成一串光子发出去了。光子有个特点:只要有人偷看了一眼状态就变了。 这就好比在黑板上写了一串数字,如果有人偷偷进来看了一眼——他走的时候黑板早就被擦干净了。等你同事进来只看到块空黑板时,你们一对暗号就能知道有人来过!所以说量子密钥分发的精髓就是不再指望攻击者算力不够强,而是把物理定律当后盾。只要有人偷看就一定留痕。有了它以后哪怕远隔千里也能确认手里的密码只属于彼此、从没被任何人看过。