你了解量子通信吗？知道墨子号和京沪干线能干什么吗？ 2021年1月7日

2021年1月7日，中科大的潘建伟院士和他的团队，在Nature上发表了一篇文章，名字叫：Anintegratedspace-to-groundquantumcommunicationnetworkover4,600kilometres 。中文名字可以翻译成：超4600公里的天地一体的集成量子通信网。

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大家一片欢呼，这是世界上最大、最先进的量子通信网。
没错！
但我还是想要泼一点冷水。

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首先，提请大家注意，这是量子密钥分发（QKD）网络，不是你想的那种、跟现在通信网络一样的东西。这个网络只能传送加密信息的密钥，不能传送信息。从确切意义上来说，只是量子加密，不是量子通信。
就像九章量子计算机，从确切意义上来说，最多是一个处理器。我看澎湃新闻里，陆朝阳教授说，他不反对称九章是量子算盘。
在2020年11月，美国国防部发表了一篇文章，评估了量子密钥分发和量子加密技术。
下面我主要来谈谈这篇文章。
无条件安全
量子密钥加密的主要原理是利用量子的一些特性，被量子密钥加密的信息如果被人偷听，就会被人发现。因此，我们看很多文章，甚至潘院士和其他科学家都会说，这是个“无条件安全”的方案。
美国国防部的文章里说，这是理论上的安全，在工程实施上因为需要考虑其他的问题，所以这个安全性不应该是由物理定律来保证，而是应该由工程来实现。
【你了解量子通信吗？知道墨子号和京沪干线能干什么吗？】所以，这个“无条件安全”其实是要打问号的，肯定达不到。
量子密钥分发的局限性
量子密钥分发只能提供密钥，但我们接收信息的时候，除了保密，还需要确定是不是送到了合适的人，送的信息是否完整等等。但QKD不做这个身份验证，所以还需要其他的加密方式来做身份验证。这个就很有意思了，把信息保密得很好，但如果人家把这个身份验证的加密解了，那QKD有什么意义呢？
还有如果单纯的只做信息加密，在美国国防部的这个专家组看来，还是有其他方法来达成这个目标的。其他方法比这个QKD成本要低。
QKD的高成本

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大家欢呼中国有着世界上距离最长、最先进的量子通信，哦，不，量子密钥分发网络。请大家一定要记住这是量子密钥分发网络，不是量子通信网络。这个连我一开始都没搞明白，这几年才明白过来，我估计不是这个领域内的人都没搞明白。
一想到这事，我就想对某些写宣传稿的人“呸”一声。
你写的都是科学术语，我看不懂，那是我的问题，但你们宣传量子通信，不解释这跟常人常识中的通信不一样，就是你的问题。
言归正传。这个网络最先进，也可以说是科学家做了不少事情，当然也可以说是地主家有余粮，敢花钱。
因为这些设备都是专用设备。我们特地铺设了从北京到上海的“京沪干线” 。大家请注意，这个干线跑的不是数据，是加密数据的密钥，数据还是用原来的线路。给密钥一条干线，大家想想这个成本。
而且，北京到上海这么远，光量子怎么可能一口气、不变形地跑下来呢？所以要有中继站，让光量子喘口气。这都是成本。而且，加了中继站，就有安全隐患，当然在工程上也可以避免这个安全隐患，用点隔离器什么的。那只有一条，接着花钱哦。
大家想想，这个成本有多高。大概也就是我们基建狂魔，不在话下，说建就建了。大家可以去查查，在量子通信这块，国家究竟投资了多少钱。建起来还容易，恐怕这个使用成本也是非常高的。

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QKD的效果如何？
首先，刚才我们讲到了QKD系统并不是无条件安全，是有条件的安全。另外，该密码安全的容错性非常非常小，所以很难验证。其次，这种专用设备就会带来系统的脆弱性。
什么叫专用设备带来系统的脆弱性？比如，在战争状态，敌人要破坏你的网络，让你没法通信。在普通的通信系统里，我们四通八达，断了一处，可以走其他的路。但这个是专用设备，成本很高的，不可能有多条路，即便有几十条，被人攻击了，也就完蛋了。