在黑客无处不在的今天，量子通信是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式，可以有效解决信息安全问题。昨天下午，一场特殊的量子加密视频电话从北京打到了合肥，中国科学院院长、党组书记白春礼与安徽省省长李国英，通过量子加密视频会议系统进行了远程高清量子加密视频通话，信号稳定、画面清晰、传输流畅。至此，世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。这标志着我国在量子通信技术的实用化和产业化方面走在了世界最前沿，为抢占下一代世界信息技术制高点奠定了基础。
9月29日，“京沪干线”项目首席科学家潘建伟院士在开通仪式上介绍相关情况。新华社图片
保密等级最高的视频通话
昨天下午，白春礼院长在北京中关村软件园的国家量子保密通信“京沪干线”北京控制中心暨星地一体管控枢纽，与在“京沪干线”合肥总控中心的安徽省省长李国英进行了通话。随后，白春礼院长又通过“墨子号”量子卫星与奥地利地面站的卫星量子通信，实现了与奥地利科学院院长塞林格教授的世界首次洲际量子保密通信视频通话。这些通话的保密级别就是世界最顶级的黑客也会感到无能为力。
“京沪干线”项目是2013年7月由国家发改委批复立项，由中科院统一领导，中国科学技术大学作为项目建设主体承担，由安徽省、山东省、合肥市和济南市共同配套投资建设并得到了上海市、北京市的大力支持，中国有线电视网络有限公司、山东信息通信技术研究院、中国科大先进技术研究院、中国银行业监督管理委员会等单位协作建设。整个项目建设周期42个月，2016年底完成了全线贯通和星地一体化对接，经过半年多的应用测试和长时间稳定性测试，于2017年8月底在合肥完成了全网技术验收。
建成后的“京沪干线”，实现了连接北京、上海，贯穿济南和合肥全长2000余公里的量子通信骨干网络，通过 墨子号量子科学实验卫星兴隆地面站与“京沪干线”北京上地中继接入点的连接，真正打通了天地一体化广域量子通信的链路，并通过 “墨子号”量子卫星与奥地利地面站的卫星量子通信，在世界上首次实现了洲际量子通信。
在视频金融领域示范应用
量子通信是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式，可以有效解决信息安全问题，在我国尖端技术全面紧追世界先进水平的今天，量子通信已经走在了世界前列，并持续保持着优势地位。中科院量子信息与量子科技创新研究院研究团队首次将量子通信的安全距离突破百公里，打开了量子通信技术实用化的大门。2016年又将安全距离突破到404公里，实现了世界上最远距离的点到点光纤量子密钥分发，突破了高速量子密钥分发、高速高效率单光子探测和大规模量子网络管控等关键技术，提出并实现了可实用的可信中继方法，保证了城际量子通信顺利实现。
据介绍，“京沪干线”全线路密钥率大于20kbps，可满足上万用户的密钥分发业务需求。量子卫星兴隆地面站到北京接入站点全线密钥率大于5kbps，可满足基本数据通信需求。业务应用方面，已实现北京、上海、济南、合肥、乌鲁木齐南山地面站和奥地利科学院6点间的洲际量子通信视频会议，交通银行京沪间远程企业网银用户的量子保密通信实时交易，中国工商银行网上银行京沪异地数据的量子加密传输和灾备，阿里征信数据的异地加密传输以及量子加密流媒体视频点播等应用示范。
未来有望构建量子互联网
“京沪干线”首席科学家、中国科大教授潘建伟介绍说，京沪干线与墨子号量子科学实验卫星的完美对接，预示着天地一体化广域量子通信网络雏形已经形成。未来将以“京沪干线”为基础，推动量子通信在金融、政务、国防、电子信息等领域的大规模应用。
记者了解到，下一步将启动量子保密通信骨干网二期工程，建设“武合干线”“沪杭干线”等，开拓古巴、伊朗等海外市场，建设城域网工程项目，最终形成多横多纵、天地一体的全球化量子通信基础设施，建立完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统，最终构建基于量子通信安全保障的量子互联网。“京沪干线”的建成和开通将吸引和培育一批量子保密通信领域的上下游企业，使量子保密通信产业成为我国重要的战略性新兴产业。
新安晚报 安徽网 大皖客户端记者 陈牧
延伸阅读
基本原理：量子是不可克隆的
潘建伟说，讲述量子通信的科学原理，还得从量子力学讲起。这是一个与经典力学差异很大的物理学分支，是迄今为止描述微观世界最准确的理论。
一个物理量如果不能连续变化，只能取一些分立的值，这个量就是量子化的。好比上台阶，只能上一级台阶，而不能上半级。宏观世界里的物理量似乎都能连续变化，但在微观世界，许多物理量是量子化的，即存在一个最小的单位，不能再往下细分。
量子力学描述世界的语言与经典力学有根本区别。经典力学描述一个物体的状态，会给出它的明确位置；量子力学描述一个微观粒子的状态，给出的则是叠加态——这个粒子在某些情况下既可能在这里，也可能在那里，没有确定位置。好比孙悟空的分身术，一个孙悟空同时出现在多个地方，孙悟空的各个分身就像是他的叠加态。在通信领域，经典通信的信号只有0和1，量子通信不但有信号0和1，还有0+1、0-1等量子叠加态。
量子叠加原理导致了量子不可克隆原理：在量子力学中，不可能实现对一个未知量子态的精确复制，这是量子通信达到“无条件安全”的基本科学原理之一。
如何加密：窃听会扰动量子态
任何经典通信都存在被窃听的可能性。如打电话时，他人可通过窃听器，从通信线路的信号中分出一些，使其进入另一根线路。窃听时，0和1这两种信号不会被扰动，所以通话者无法察觉。
与经典通信不同，量子通信可以将信息编码，加载到单个光子的量子叠加态的偏振方向上。单光子是光能量的最小组成单元，不能被再分割，量子状态无法被精确复制，任何窃听行为都会对其造成扰动，从而被通信双方察觉并规避。通过量子态传输，通信双方协商生成量子密钥，再加上对信息进行“一次一密”的加密保护，真正实现信息在传输中的完全随机、不可破译，从根本上解决通信安全问题。
据预测，未来数年内，量子通信将实现大规模应用。经典通信的硬件设施不会被取代，只需在原有设施上“锦上添花”——在通信发送端和接收端安装单光子探测器、量子网关等量子加密设备，即可在电话、传真、光纤网络等原有通信网络中实现量子通信，安全性大幅提升。
名词解释
京沪干线
全球首条量子保密通信干线。作为“天地一体化”的地面设施，“京沪干线”总长2000余公里，从北京出发，经过济南、合肥，到达上海。利用这一广域光纤量子通信网络，京沪两地的金融、政务等机构可进行保密通信。
京沪干线于2013年7月由国家发改委批复立项，由中科院统一领导，中国科学技术大学作为项目建设主体承担，由安徽省、山东省、合肥市和济南市共同配套投资建设并得到了上海市、北京市的大力支持，中国有线电视网络有限公司、山东信息通信技术研究院、中国科大先进技术研究院、中国银行业监督管理委员会等单位协作建设。2016年底完成了全线贯通和星地一体化对接，经过半年多的应用测试和长时间稳定性测试，于2017年8月底在合肥完成了全网技术验收。
墨子号量子科学实验卫星
于2016年8月16日在酒泉成功发射升空，是世界首颗量子科学实验卫星。2017年1月18日，墨子号圆满完成了4个月的在轨测试任务，正式交付用户单位使用。昨天下午，中国科学院院长白春礼在在北京通过墨子号量子卫星与奥地利地面站的卫星量子通信，实现了与奥地利科学院院长塞林格教授的世界首次洲际量子保密通信视频通话。
中国量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍说，如果说地面量子通信构建了一张连接每个城市、每个信息传输点的“网”，那么量子科学实验卫星就像一杆将这张网射向太空的“标枪”。当这张纵横寰宇的量子通信“天地网”织就，海量信息将在其中来去如影，并且“无条件”安全。
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