5月12日消息，在兩項最新進展推動下，網絡安全領域應用量子物理向着實現遠距離數據安全傳輸這一夢想更靠近了一步。

　　據英國《自然》周刊4月24日一期報道，近日，中國開始建設世界上最遠距離的光纖量子通信幹線——連接北京和上海，光纖距離達到2000公里。另一方面，由東芝、英國電信集團、德國ADVA光網絡公司以及英國國家物理實驗室組成的聯合研究組宣布了通過現場網絡實驗而得出的“令人鼓舞”的研究成果，驗證了在進行經典通信的同時實現量子通信的可行性。

　　數據安全依賴於密鑰（由數字0和1組成的一段序列，用於對信息進行加解密）的安全性。然而傳統的加密系統中，密鑰在傳輸過程中面臨着被竊聽的風險。而量子通信通過一項利用光子微觀特性的量子密鑰分發技術“解決了現有通信系統中這一最薄弱的環節”，提供量子密碼產品和服務的瑞士公司ID Quantique的共同創始人和首席執行官格列瓦·里波迪說。

　　量子密鑰分發利用單光子的量子狀態對密鑰進行編碼。當存在任何竊聽時，量子力學原理決定了這種行為一定會擾動光子的量子狀態，從而被通信方察覺。中國上述投資約1億美元的開創之舉和上面提到的聯合研究中的系統都應用了量子密鑰分發技術。

　　中國科學技術大學的潘建偉教授——其團隊牽頭實施“京滬幹線”工程——介紹道：“‘京滬幹線’不僅將為政府和金融機構提供最高安全等級的通信保障，也將是檢驗量子物理基本原理和測試、應用新技術的試驗床。”

　　潘建偉希望結合這個地面光纖網絡和將於明年發射的量子科學實驗衛星來實現廣域的量子通信網絡。同時，這將為諸如量子力學非定域性等量子物理基本原理的檢驗提供研究平台。

　　中國並非唯一開展遠距離實用化量子通信網絡建設的國家。巴特爾紀念研究所的研究人員唐·海福德領導的團隊和ID Quantique合作，已着手在該機構位於美國哥倫比亞市的總部和華盛頓地區辦公室間建立長達650公里的量子通信線路。據海福德透露，他們還進一步計劃，在此線路的基礎上建立起連接美國主要城市、總長超過1萬公里的環美國量子通信網絡。

　　中國和美國的這兩個量子通信網絡都利用暗光纖作為傳送量子信號的線路。不過，來自劍橋大學東芝（歐洲）研究中心的安德魯·席爾茲認為，暗光纖“並非隨處可得，並且可能價格昂貴（因為要占用一條單獨的光纖）”。這一問題自然的解決之道就是嘗試在“亮光纖”——即用來進行經典通信的光纖——上傳送量子信號。然而通常情況下，用以進行經典通信的光強達到每個光脈衝包含數千億個光子，相比之下，單光子級別的量子通信信號就直接被湮沒。

　　席爾茲及其同事近日發表的研究則成功解決了這一問題。通過波分復用，他們在英國電信集團一條兩端相距26公里的亮光纖線路中實現了穩定的量子密鑰分發：在一根光纖內四通道經典通信數據的強光背景下，高速的量子密鑰分發持續了數個星期。