量子通信不是“未来技术”，而是“现在就能用的技术”，它会让我们的通信更安全，不管是打电话、发消息，还是传输重要数据，都能多一层“保险”。传统通信的密钥是基于非常复杂的数学算法生成，但只要是通过算法加密的，人们就能通过计算进行破解。而量子通信则可以通过“不可窃听、不可破译”的特性，生成只能配一把锁的“绝密钥匙”，实现“绝对安全”的通信传输。

一、什么是量子通信？

量子通信是利用量子力学特性（如不可分割、不可克隆、“测不准”、量子纠缠等）进行信息传输的技术。分为三种技术路径：量子密钥分发、量子隐形传态和后量子密码。

1.量子密钥分发：是当前已商业化应用的技术，它不是直接传输信息，而是利用量子的不可分割、不可克隆、“测不准”等特性，来生成量子密码，通过在传统通信网络上，加装量子密钥分发设备，实现“绝对安全”的通信传输。就像家里装修时，无需砸墙换水管，在原有水管上加装净水器，就可以直接喝到干净水。

2.量子隐形传态：属于未来前沿技术，是利用量子纠缠特性来传输信息，目前还处于理论研究和小规模实验室验证阶段，离实际商业化应用还有较长距离。就像两台具有“心灵感应”（量子纠缠）的传真机，通信双方各持一台，只要一台发送，另一台就会瞬间收到。

3.后量子密码：是针对量子计算威胁的过渡性技术，不是依赖量子物理特性，而是通过特定“数学难题”设计抗量子攻击的密码算法，抵御量子计算机的破解能力，已在政务云、数据中心等领域开展试点应用。就像为数字世界打造“专用保险箱”，专门抵御量子计算机的“暴力破解”威胁。

二、量子通信如何实现“绝对安全”？

量子通信的“绝对安全”并非依赖复杂的数学算法，而是基于量子力学的基本物理定律，从原理上确保了安全性，从根本上解决了传统通信的三大窃听难题。

1.传统通信泄密方式之一：窃听者分割信号。传统通信信号（光纤、无线电等）可分割，窃听者将信号分割成两部分，让其中一部分继续传送，而对另一部分进行状态测量获取信息。比如从水管中分出一股细细的水流，同步进行检测，分析水流。

量子通信应对策略：量子不可分割特性。量子通信如同将密码本拆成一个个光量子（简称光子）发送出去，但由于承载信息的是单光子，是最小的能量单元，不可分割，因此不可能泄密。

2.传统通信泄密方式之二：窃听者截取—复制信号。窃听者截取信号后，通过复制信号的状态来窃取信息。比如信封和信件被截取，然后一起被复制，拿回去拆开信封，查看信件内容。

量子通信应对策略：量子不可克隆特性。量子通信基于量子测不准原理和量子叠加特性，无法精确地测量光子状态，更无法复制，不可克隆，因此不可能泄密。

3.传统通信泄密方式之三：窃听者截取—测量—发送信号。窃听者截取信号后，直接测量其状态，然后根据测量结果发送信号给接收方。比如信封和信件一起被截取，拆开信封看信件内容，再将其恢复原样，继续发送。

量子通信应对策略：量子测不准特性。量子通信是单光子，基于光子的测不准原理和量子叠加特性，任何对光子状态的测量行为都会引入异常误差，使通信双方立即发现窃听行为，因此不可能泄密。比如一旦有人试图打开信件，量子密钥会让信件自毁，并让使用者知晓。

三、量子通信为什么能实现“绝对安全”？

首先要纠正一个流传甚广的误解：测不准原理（又称不确定性原理），不是“仪器精度不够导致测量不准”，这与测量仪器的精度无关，更不是科学的“死穴”，而是量子力学的基本规律。

该原理指的是微观粒子的某些成对的物理量（如位置和动量）无法被同时精确测量，就像无法用一把尺子同时测量“桌子的长度”和“桌子的颜色”一样，不是尺子不准，而是这两个物理量本就不属于同一测量维度。

微观粒子的世界不是“看不清”，而是“本来就模糊”，其根本原因在于微观粒子在测量前的状态本身就是不确定的，这种内在的“模糊性”是量子系统的本质属性。测不准原理有三种典型的表现形式，进一步揭示了量子通信中为何“无法窃听”：

1.“测量即干扰”：任何观测都会改变系统状态。

任何测量行为都必须与粒子发生相互作用，这必然会干扰并改变粒子的原始状态。比如，在宏观世界里，用温度计测量水杯中水的温度时，温度计中的水银柱吸收了水的热量上升到一定刻度，才可读出温度值，但是温度计的水银柱吸收了水的热量，本身就影响了水的本来温度，只是因为温度计和水杯相差很大，温度计吸收的热量对水温影响很小，可以忽略。如果温度计和水杯差不多大，温度计吸收的热量对水温影响很大，完全影响了水杯中水的温度，不可忽略，这样就会导致测不准。

在微观世界，量子（电子、光子等）是最小的单元，比如用光子碰撞电子来测量电子状态时，因为两者能量级别相差很小，光子对电子的碰撞就像一场“车祸”，完全影响了电子原来的状态，这样就会导致测不准。

2.“状态不确定”：粒子处于概率性的叠加态。

在测量之前，微观粒子并非处于某个确定状态，而是同时处于所有可能状态的“叠加态”中。比如一枚抛在空中的硬币，在落地之前，它并非“正面”或“反面”，而是处于一种“既是正面又是反面”的叠加状态。只有当它落地（被测量）的那一刻，才会随机“坍缩”为一个确定的结果。因此，窃听者在截获量子信号的瞬间，相当于强行让这枚“硬币”落地，他只能随机得到一个结果，而无法获知测量前那个真实的、不确定的叠加状态。

3.“无法被复制”：未知的量子态不可克隆。

在宏观世界中，信息可以被无损复制，如复印文件不会影响原件。但在微观世界中，由于测不准原理和量子叠加态的存在，任何对未知量子状态的复制尝试都会导致量子状态改变，而被立即发现。这一特性使得窃听者根本无法通过复制光子状态来分析和窃取信息。这好比试图用石膏模具复制一片雪花， 在复制过程中，施加的压力会立即破坏雪花原本精妙的结构，最终既无法得到完整复制品，也毁坏了原始样本。

因此，测不准原理并非科学的缺陷，反而是量子通信安全的基石。它确保了窃听者的任何探测行为都会像在平静的水面投下一颗石子，必然产生涟漪（干扰），从而被通信双方察觉并丢弃此次不安全的通信。这种基于物理定律的安全机制，从原理上实现了“绝对安全”的通信传输。

（四川省经济和信息化厅信息安全与网络发展处供稿）