【自古以来，人类对于通信安全的追求从未停止。但是随着数学和算法的不断发展，基于计算复杂性传统加密技术不断受到挑战：1999年，传统加密算法RSA512被破解；2009年，RSA768被破解；目前尚未被破解的RSA1024，也被认为迟早会被破解。时至今日，我们该如何保障我们的通信安全？量子力学给我们带来新的希望。

9月18日，在由中央网信办和上海市人民政府指导、上海网信办主办的“2017年网络安全技术高峰论坛”主论坛上，全球第一颗量子科学实验卫星“墨子号”首席科学家、中国科学院院士潘建伟进行了主题演讲，通过一系列生动的案例，来告诉我们量子技术是如何为我们营造安全、高效的未来互联网的。

中国科学院院士潘建伟在进行主题演讲

潘建伟表示，利用“量子不可克隆定理，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密钥，利用该密钥对信息进行一次一密的严格加密，保证通信安全。这也是目前已知唯一的不可窃听、不可破译的分发方式。

根据资料，2016年8月16日，由潘建伟担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双向量子纠缠分发，率先实现了千公里级星地高速量子密钥分发，并通过卫星中转实现广域量子保密通信。】

以下为潘建伟演讲全文，观察者网根据现场速记整理：

非常感谢高峰论坛的邀请，让我有机会跟大家来分享一下我的一些观点。我今天报告的题目是量子安全保障的互联网。其实我们大家都知道信息安全领域的基石是加密技术。

其实所谓的加密技术可以追溯到古希腊以及2700年之前，当时的古希腊斯巴达人就知道有个加密棒，然后把布袋绕上去写好了密码，把布袋绕开之后，就变成一堆乱码，大家读不出来。读不出来怎么办呢？只有你的接收方，如果有同样直径的加密棒才能读出来。到了公元前一世纪凯撒大帝他使用所谓的密码的替代，比如说把D代表A，然后E代表B。本来tomorrow，就变成了DWWWDFN，就读不出来了。

随后有个阿拉伯的数学家阿肯迪，他发现其实字母出现的频率它是固定的。如果像英语里面，你如果替换完以后，同一个字母代表同一个意思的话。A的频率是8%，然后E是12%。如果你读了很短的信息之后，你马上就可以对它进行分析，很快就可以破译。所以对于古密码其实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，其实非常有名的加密系统，就是德军在二战当中广为使用的Enigma密码系统。非常不幸的是，即使是这么复杂的密码系统，也被图灵，计算机之父设计的图灵机破解了。像RSA512（公钥加密算法——观察者网注），99年破解了；RSA768，09年被破解了…RSA1024也被认为破解是迟早的事，其实几年前大家就建议升级到更高的2048。

但是这些技术，随着位数的提高，我们的加密所需要的成本会越来越高，但并没有显著地提高我们的安全性。到2017年的时候，广泛用于文件数字签名、文件数字证书中的SHA-1算法也被谷歌宣布破解了。从某种意义上讲，历史的经验告诉我们依赖于计算复杂度的经典加密算法，原则上都是被我们破解了。

所以其实在100多年之前，有一位作者爱伦坡他就写过一句话，他说：“以我们人类的才智也许是没办法构建人类自身不可破解的密码。”那也就是表明了我们的网络始终是有漏洞的。非常有意思的是，量子力学经过百余年的发展，为了解决信息安全传输的问题，它不是解决网络安全所有的问题，但它解决了加密技术网络安全的基础性的问题。

为了介绍它的基本概念，我们需要简要回顾一下什么是量子力学。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。所以水分子也是一个个，你不能用刀把它切一下，把它切成二分之一的水分子、四分之一的水分子。

对光来说也是这样的，一个15瓦的电灯泡，它大概每秒可以发出万亿的光子，都是由小颗粒组成的。这些小颗粒跟我们经典世界有本质的不同。我们经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，它不仅可以处于0或1的状态，甚至可以0+1。其实它的物理世界非常简单，我让光子极化，它45度偏转的时候，它就变成0+1的叠加态了。

对于这种叠加态非常有名的原理，叫海森堡原理，他告诉我们这样的量子态你测量它，会不可避免会有噪声的。当我们把这个东西拓展到两粒子体系的时候，就形成量子纠缠的概念。比如这两只猫是活活加死死状态的叠加，一只在北京，一只在上海。这个时候我去看它的时候，如果北京的猫属于活的状态，上海的这只猫瞬间的就变成活的状态。利用这样的东西，我们就可以原理上来实现一种绝对安全的量子密钥分发。

第一我们利用“量子不可克隆定理，量子不可分割”，使得“有人窃听必然被发现”。在这基础之上，完成安全的密钥分发，我们就可以实现一次一密不可破解的量子密钥的分发。

从根源的上讲，它还可以用来作为叠加信息在网络里面的传输。因为时间关系，我只画了一张非常简要的图。比如说杨主任要到北京去开会，航班赶不上怎么办？我可以这样操作，我通过无线电台把信息发到这边，我就可以利用纠缠物质，把杨主任传输到上海。当然这个真的要做出来，还需要很长的时间。但是对于多终端量子引擎的传输，它已经实现分布式量子网络这么一个基本单元。