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2004年,就在北斗系统逐步成型的同时,另一个更前沿的项目悄然启动。
量子通信。
这个概念对大多数人来说太超前了。什么“量子纠缠”“单光子”“不可窃听”——听起来像科幻小说。但秦念知道,这不是科幻,这是未来。
她第一次接触量子通信,是在2000年。
那一年,她在一本国际物理学期刊上看到了一篇论文,题目是《量子密钥分发的实验实现》。作者是瑞士日内瓦大学的一个研究组。他们用光纤传输了1.5公里,实现了量子密钥分发。
1.5公里。这个距离在工程上毫无意义。但秦念看到那篇论文的时候,心脏猛地跳了一下。
她想到了一个问题:如果量子通信能做到几千公里呢?如果能从卫星发到地面呢?如果能覆盖全球呢?
那将是一个绝对安全的通信网络。
任何窃听都会被立即发现。任何攻击都无法突破物理定律。
她在那篇论文的空白处写了一行字:“星地量子通信,可能吗?”
四年后,她觉得是时候回答这个问题了。
2004年秋天,秦念在一次内部会议上提出量子通信预研计划。
会议室里坐满了人。有国防科工委的领导,有各大研究所的专家,有高校的教授。秦念站在白板前,用了四十分钟,详细讲解了量子通信的原理、现状和前景。
讲完之后,会议室里安静了几秒。
然后,一位老院士站了起来。
他叫周明远,七十四岁,是国内量子光学领域的权威。他的头发全白了,脸上的皱纹像刀刻的,但眼睛很亮。他说话的声音不大,但每个字都带着分量。
“秦念同志,你说的这个东西,我研究过。”
秦念看着他,没有说话。
“量子纠缠,爱因斯坦叫它‘鬼魅般的超距作用’。什么意思?就是说两个粒子之间有一种神秘的关联,一个变了,另一个立刻跟着变,不管距离多远。这个现象,在实验室里确实存在。但你要把它做成通信系统?”
周明远摇了摇头。
“这是玄学。”
会议室里有人倒吸一口凉气。一位院士公开说另一个院士的项目是“玄学”,这在学术界是非常严厉的批评。
秦念没有生气。
“周院士,您说它是玄学,是因为您觉得它不可能工程化?”
“对。”周明远毫不掩饰,“原理说得通,但工程上做不到。单光子怎么产生?怎么传输?怎么探测?每一项都是世界难题。全世界最顶尖的实验室都在做,没有一个做成实用系统的。你凭什么?”
秦念站起来,走到白板前,拿起记号笔。
“周院士,我给您画一张图。”
她在白板上画了一个锁,然后画了一把钥匙。
“经典加密,靠的是数学。RSA、DES、AES,都是数学问题。数学问题,理论上都可以破解。给你足够的时间、足够的算力,任何密码都能被攻破。”
她在锁的旁边画了一个光子。
“量子加密,靠的是物理定律。单个光子,不可分割,不可克隆。如果有人窃听,光子的量子态就会改变。你一‘听’,我就知道。这就是量子通信的原理。”
她转过身,看着周明远。
“不是玄学。是物理学。”
周明远摇头。
“原理我比你清楚。我说的是工程。单光子探测器,你知道国际上最好的水平是多少?暗计数100赫兹,探测效率20%。你知道我们国家是什么水平?1000赫兹,5%。差了一个数量级。你拿什么追?”
“追不上,就想别的办法。”秦念说,“GPS用了二十年覆盖全球,我们用六年。不是因为我们是天才,是因为我们站在他们的肩膀上。量子通信也一样。别人走过的弯路,我们不走。别人踩过的坑,我们绕着走。”
周明远看着她,沉默了很久。
然后他说了一句话,让在场所有人都愣住了。
“秦念,你不是搞物理的。你是搞材料的。量子通信这个领域,你没有根基。”
会议室里鸦雀无声。