量子通信到底有多远?
本奈特和布拉萨德1984年用全新的通信协议叩开量子保密通信的大门，至今1/4个世纪的时间已经过去。然而，量子保密通信离走进寻常百姓家仍有一段距离。究竟是什么阻挡了人类的脚步?
1989年，华生实验室里一个被称作“玛莎阿姨的棺材（Aunt Martha's coffin）”的小盒子中，光子携带着密钥信号走过了30厘米的距离，证实了量子保密通信的可行性。1993年英国国防部又将这一纪录提高到10公里。
但在实际操作中，科学家发现虽然已经有了完备的密钥分发协议，诸如如何得到单个光子源，如何减少光子信号在传输过程中的损耗等问题却始终限制着量子通信的实际应用。
理论预计，光纤以及周围环境对光子信号的干扰，将使量子信号的最大传输距离限制在100公里量级。而2007年，美国科学家已经利用光纤实现了距离为148.7公里量子通信，直逼理论预计的极限。
通信信号衰减、被干扰等情况也同样出现在传统的通信过程中，但电子中继器的发明，使通信信号能经过一番“能量补给”或“整形”后继续传输。
类比于电子中继器，奥地利科学家提出了“量子中继器”的想法，希望通过量子存储技术与量子纠缠交换实现信号补偿。
2008年，我国科学家把这一想法变成了现实。在300米长的光纤连接的冷原子系综之间，潘建伟小组实现了原子系综之间的量子纠缠，并将纠缠态读出、传递给新的光子继续传输。
也就是说，光子经过长途旅行“精疲力竭”后，只需进入量子中继器，就可将传递信息的任务交给其它光子。单个光子的传输距离缩短，再加上量子中继器的纠缠信号纯化功能，自然能使整个通信过程的质量大大得到保障。难怪2008年8月28日出版的《自然》将这项工作称赞为“扫除了量子通信中的一大绊脚石”。
为提高通信质量，科学家们还在减少干扰源方面努力。2006年，欧洲科学家让光子在自由空间而不是光纤中完成了一次量子通信过程。
通信在相距144公里的西班牙加纳利群岛的La Palma岛和Tenerife岛之间根据E91协议展开，2007年又根据BB84协议将实验重复了一次。
科学家希望通过这种方式检测通过卫星进行量子通信的可能性。因为地球的高层大气远比地球表面大气稀薄，粒子较少，因此量子信号在地面和卫星之间传输时受到的干扰和衰减的机会也大大减少。不过，为了在实验中捕捉光子信号，科学家还动用了欧洲太空署光学地面站的望远镜。
可以料想，如果有朝一日真能通过卫星实现量子通信，其成本自然是不菲。
资料图：芜湖“量子政务网”所使用的核心器材和设备，包括最关键的光电调制芯片，全部为我国自主研发或与国内单位联合研制，整个网络已经实现了国产化。
各方声音：确定?不确定?
虽然传输效率、成本等问题一直限制着量子通信的发展，我国科学家去年的两项成果却让量子保密通信离大规模应用更近一步。
中科院副院长詹文龙在“全通型量子通信网络”的鉴定会上表示，这一成果标志着我国在城域量子网络关键技术方面已经达到了产业化要求。
也有人指出量子密码可能并非想象中的牢不可破。仅在2008年，就有瑞典林雪平大学学者拉森和挪威科技大学学者马卡罗夫分别指出量子通信体系的漏洞。
虽然这些并不是量子密码原理的不完满，而是系统的不适应，却也让人们对未来的量子通信体系留有一丝不确定。
而量子力学本身留给人们的不确定性更多。量子纠缠中超越光速的超距作用因违背光速不变原理而让爱因斯坦认为难以置信，而量子纠缠的发生机理至今仍是未解之谜。路甬祥更是把量子力学与广义相对论之间的不相容问题列为当代科学所面临的四大难题之首。
种种不确定性并不能阻挡人们探索的脚步。美国、瑞士、法国等欧美国家已成立公司进行量子通信的商业研发。
而去年落户安徽的“量子政务网”正是出自专门从事量子密钥研究的“问天量子”公司。
在国家安全、金融等信息安全领域，量子保密通信技术也开始发挥作用。2004年奥地利银行作为世界上首个采用量子通信的银行，利用该技术将一张重要支票从市长处传至银行。2007年瑞士全国大选的选票结果传送过程也采用了量子保密通信技术，以保证结果的绝对安全。
量子保密通信的核心技术如今更是成为各国的高度机密。从这种重视程度，自然能确定各国对量子保密通信寄予的厚望。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/
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