刘爱华

8月16日凌晨1时40分，由中国科学家研制的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，立刻引发全球关注。

为什么说量子通信能实现“绝对安全”？

传统的信息安全都是依赖于复杂的算法，只要计算能力足够强大，再复杂的保密算法原理上都能够被破解。而量子通信到底有什么“诀窍”，可以“防破译”，实现绝对安全呢？

这就要从量子的特殊性“量子叠加”说起。量子，是构成物质能量的基本单元，是能量的最小携带单位，所有的微观粒子（包括分子、原子、电子、光子）都是量子的一种表现形态。在经典物理世界里，物质的状态可以用0和1来描述，非0即1；而在量子世界里，物质的状态可以同时处于0和1的叠加状态。

奥地利物理学家薛定谔曾经用著名的“薛定谔的猫”这一思想实验来解释量子的叠加性。实验是这样的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变，而猫将活下来。根据经典物理学，尽管外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果，但是，在盒子里必将发生这两个结果之一。在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的状态。

量子叠加状态导致了量子力学的不确定原理，即如果事先不知道单个量子状态，就不可能通过测量把状态的信息完全读取，也就不能复制。对任意一个未知的量子态进行完全相同的复制过程是不可实现的，这被称为“量子不可克隆原理”，从理论上保证了量子密码的绝对安全。……