政策与焦点·海外观察

多家公司加大量子密码研发力度

量子密码学中发展最好的一类被称为“量子密钥分配”（QKD），它的基础是阻止拦截，而不是防止解密。密钥是一个巨大的数字——如果用十进制表示，那是一个上百位的数字。发送者在发送加密信息前用一系列光子（光的粒子）把这个数字发送给接受者。第三方要想读取这次传送加密信息需获得密钥，必须破坏一些光子。由于接收者肯定会注意到丢失的光子，第三方需要制造并发送一模一样的光子给接收者，以免窃听活动被人察觉。但是，发送者和接收者可以阻止这种事情发生，办法就是使用两种不同的量子态——比如光子的偏振——来编码组成密钥的 0和 1。根据维尔纳·海森堡的不确定性原理，两种量子状态中只有一种可以测定出来，因此第三方不可能毫无纰漏地重建每一个光子。如果接收者检测到纰漏，他可以通知发送者不要发送真正的信息，直到线路安全为止。

瑞士公司——ID Quantique 是这种方法的倡导者之一。它与美国公司 Battelle 合作，建立了一条 700 公里的光纤 QKD 线缆。它连接了 Battelle 位于俄亥俄州哥伦布市的总部和 ID Quantique 位于华盛顿特区及其周边的设施。Battelle 将用这条线路来保护自己的信息，其他想要传送敏感数据的公司也将租用这条线路。

澳大利亚公司 QuintessenceLabs 研发了一种不同的编码方法。它不去改变光子的偏振，而是改变它们的相位和振幅。但效果是一样的，第三方如果窃听就必然会暴露自己。QuintessenceLabs 使用这种技术建立了一条560 公里的 QKD 连线，连接起加州帕萨迪纳的喷气推进实验室和硅谷的埃姆斯研究中心。

此外，洛斯阿拉莫斯国家实验室的简·诺德霍尔特项目组最近演示了一种口袋大小的QKD发射器，称为QKarD，它可以加密通过公共数据网传送的信号，用以控制智能电网。智能电网平衡电力的需求和供应，从而可以更有效地分配电力。这需要在许多不同的地方持续检测电压、电流和电网频率，并将结果迅速传送到控制中心。然而，传输过程也需要保证安全，以防有人蓄意造成系统瘫痪。尽管这些项目方法各有不同，但是所有项目都依靠本地固定线路来运送光子。