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中国在8月16日发射的全球首颗“量子实验卫星”，迈出量子通信网络建设的第一步
监制：中国科学院计算机网络信息中心
日前，美国网络安全技术供应商赛门铁克指出，一个名为“神行客”（Strider）的黑客小组，过去5年间对中国、俄罗斯等国展开网络间谍式攻击，该黑客小组技术手段先进，赛门铁克怀疑小组有国家背景的团队支援。
那么，中国有提升本国信息安全的法宝呢？事实上，今天发射的量子通信卫星和在年底建成的量子通信干线能有效提升中国的信息安全水平——中国在8月16日发射的全球首颗“量子实验卫星”，迈出量子通信网络建设的第一步。到今年年底，“京沪干线”项目将会完工，建成一条连接北京、济南、合肥、上海等城域网络且全长2000多公里的量子保密通信线路，将成为全球首个也是距离最远的广域光纤量子保密通信骨干线路。更为关键的是，这条干线能够完全保障通信安全，即便国外技术手段再先进，也无法破解中国的量子密钥分配技术。
量子密钥分配利用“单量子不可克隆定理”来实现密钥配送的绝对安全。“不可克隆定理”（No-Cloning Theorem）是“海森堡测不准原理”的推论，它是指量子力学中对任意一个未知的量子态进行完全相同的复制的过程是不可实现的，因为复制的前提是测量，而测量一般会改变该量子的状态。
图1为量子密钥分配的原理示意图，图1左图中的小黄球代表单个光子，黑色箭头代表光子的偏振方向，左边蓝色人是信息发送方，而绿色人是接收方。收发双方都手持偏振滤色片，发送方有四种不同的滤色片，分别为上下、左右偏振（第一组）、上左下右、上右下左偏振（第3组）4种滤色片，发送方把不同的滤色片遮于光子源前，就可分别得到4种不同偏振的光子，分别用来代表“0”和“1”。请注意，每个代码对应于两种不同的光子偏振状态，它们出自两组不同偏振滤色片（图1中的左下角，它和通常光通信的编码不尽相同）。接收方就只有两种偏振滤色片，上下左右开缝的“+”字式和斜交开缝的“×”字式。由于接收方无法预知到达的每个光子的偏振状态，他只能随机挑选两种偏振滤色片的一种。接收方如果使用了“+”字滤色片，上下或左右偏振的光子可以保持原量子状态顺利通过（见图中上面的第一选择，接收方用了正确的滤色片），而上左下右、上右下左偏振的光子在通过时量子状态改变，变成上下或左右偏振且状态不确定（见图1中第四选择，用了错误的滤色片）。接送方如果使用×字滤色片情况正好相反，见图1中第2选择（错误）和第3选择（正确）。
图1 量子密钥分配技术原理示意
