2017年3月，阿里巴巴宣布啟動NASA計(jì)劃為20年之后儲備核心科技，在近日，阿里巴巴召開“阿里技術(shù)下午茶”活動，首次向外界展示NASA計(jì)劃——量子通信技術(shù)研究成果。

在量子信息領(lǐng)域，阿里巴巴已走在前列。2015年與中科院成立量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，研制量子計(jì)算機(jī)；在量子通信領(lǐng)域，2015年云棲大會上，阿里云與中科院聯(lián)合發(fā)布量子加密通信產(chǎn)品，雙方以阿里云作為實(shí)測環(huán)境，建立了多個(gè)量子安全傳輸域，實(shí)現(xiàn)同城數(shù)據(jù)中心基于量子加密通信的組網(wǎng)，為客戶提供無條件安全數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

在“阿里技術(shù)下午茶”上，阿里巴巴集團(tuán)首席通信科學(xué)家謝崇進(jìn)博士表示，阿里大力推進(jìn)量子通信，核心目的在于讓該技術(shù)實(shí)現(xiàn)普惠發(fā)展，讓更多企業(yè)可以使用到量子通信帶來的安全保障。

（阿里巴巴集團(tuán)首席通信科學(xué)家謝崇進(jìn)）

下一代無線通信技術(shù)，行業(yè)和大眾更多在關(guān)注5G技術(shù)，運(yùn)營商和通信設(shè)備公司已開始布局，5G比4G帶寬更大，上網(wǎng)更快、容量更大。量子加密通信技術(shù)與5G技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)不同，但它同樣堪稱下一代通信技術(shù)，并且至關(guān)重要。它解決的不是數(shù)據(jù)傳輸快與慢的問題，而是數(shù)據(jù)安全問題，現(xiàn)在看來量子加密通信可能是在未雨綢繆，但過不了多久，它就會不可或缺。

量子計(jì)算機(jī)讓RSA密碼系統(tǒng)失效需未雨綢繆

現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用的加密技術(shù)是RSA加密，其能夠有效是因?yàn)椴扇×嘶谟?jì)算復(fù)雜度而設(shè)計(jì)的密鑰。在現(xiàn)在的計(jì)算技術(shù)框架之下，破解2048bit的密鑰可能需要耗費(fèi)傳統(tǒng)電腦的10億年時(shí)間，因此沒有人會嘗試去采取現(xiàn)有計(jì)算設(shè)備去破解密鑰。

不過，隨著量子計(jì)算機(jī)理論的出現(xiàn)，現(xiàn)在的加密技術(shù)也存在潛在的破解者。

量子計(jì)算機(jī)不再應(yīng)用經(jīng)典物理理論，不用1-0比特來表征計(jì)算和存儲位，而是采取量子比特（qubit）。量子比特可以同時(shí)處于不同狀態(tài)的疊加態(tài)，即「量子疊加態(tài)」，這使得它能以少量的數(shù)據(jù)包含巨量的信息，進(jìn)而帶來今天難以想象的計(jì)算力，理論上其速度將比目前的超級計(jì)算機(jī)快百億億倍，相當(dāng)于中國人每人都能分到幾億臺天河二號，計(jì)算能力的提高將帶來更多應(yīng)用，譬如基因破解速度更快、比特幣挖礦更快，但同時(shí)，也會對當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用形態(tài)帶來威脅，比如傳統(tǒng)加密技術(shù)的失效，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)要花成千上萬年破解，量子計(jì)算機(jī)可以在1秒甚至更短的時(shí)間破解。

早在1994年，數(shù)學(xué)家Peter Shor就從理論上提出，量子計(jì)算機(jī)可快速攻破RSA密碼系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)人們并不認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)會這么快出現(xiàn)，然而量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度超出了預(yù)期。IBM、微軟、谷歌、阿里巴巴等巨頭都已在投入資金研究，這一領(lǐng)域還有著名的加拿大D-Wave公司，它的量子計(jì)算機(jī)在2013年就已被Google采購用來進(jìn)行研究。盡管量子計(jì)算機(jī)走向規(guī)模應(yīng)用可能還要十來年，但技術(shù)的發(fā)展速度往往總是比預(yù)期的快，人類不可能等到出現(xiàn)的時(shí)候再找應(yīng)對之策，而是要未雨綢繆。

2015年，全球計(jì)算機(jī)專家就已在德國開會，商討用何種密碼系統(tǒng)取代現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)來抵御量子計(jì)算機(jī)的攻擊，政府和工業(yè)界也在理論和實(shí)踐層面來尋求能夠抵御量子計(jì)算機(jī)破解的密碼系統(tǒng)，尤其是美國國家安全局（US National Security Agency, NSA）這樣的情報(bào)機(jī)構(gòu)，也已公開表示考慮換用可以抵御量子攻擊的新安全協(xié)議，中國政府同樣也已在應(yīng)對這一威脅。

人類不能等到量子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)才開始研究和部署下一代加密系統(tǒng)，到時(shí)候會來不及，現(xiàn)在許多有價(jià)值的加密數(shù)據(jù)可能已經(jīng)被一些別有用心者攔截保存了下來，等到量子計(jì)算機(jī)商用之后進(jìn)行破解。因此理論上來說，下一代能夠反對監(jiān)控和攔截的通信技術(shù)必須盡快被應(yīng)用，越快越好，并且一定要趕在量子計(jì)算機(jī)被應(yīng)用之前。這就像你擁有一個(gè)無法被已有工具破拆的保險(xiǎn)箱，小偷依然可以先將保險(xiǎn)箱搬回家等候新工具的出現(xiàn)，你需要做的是，在工具出現(xiàn)之前、之后，都不能讓小偷將偷走保險(xiǎn)箱打開。

量子加密通信至少會在50年內(nèi)絕對安全

謝崇進(jìn)介紹，量子通信的密鑰是在量子信道（光纖或自由空間，如衛(wèi)星或者浮空平臺）中，采用光量子疊加態(tài)承載共享密鑰，根據(jù)量子力學(xué)的測不準(zhǔn)原理和量子不可克隆原理，可實(shí)現(xiàn)密鑰的無條件安全分發(fā)，理論上保證信息的絕對安全。

量子不可克隆原理使得量子密鑰傳送到對方過程中不被竊取，即使被竊取，量子就會“自毀”，并告知使用者，用此密鑰進(jìn)行信息加密從而保證信息的安全。

據(jù)了解，將量子密鑰分發(fā)和經(jīng)典加密相結(jié)合的量子保密通信技術(shù)是目前唯一的安全性得到嚴(yán)格證明的通信安全技術(shù)，也是目前唯一實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化、具備產(chǎn)業(yè)價(jià)值的量子通信技術(shù)。

眼下，量子隱形傳態(tài)還在實(shí)驗(yàn)之中，量子密碼分配技術(shù)則已從實(shí)驗(yàn)走向了應(yīng)用。中國政府和企業(yè)早已對量子通信技術(shù)進(jìn)行重視，2015年時(shí)任阿里巴巴CTO的王堅(jiān)博士就曾表示，“量子加密通信遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是一種全新的加密手段，將是新一代網(wǎng)絡(luò)信息安全解決方案的關(guān)鍵技術(shù)，讓互聯(lián)網(wǎng)在未來50年都能更加安全。”在量子通信兩個(gè)方面，中國都走在了世界前面，2016年，中國成功發(fā)射中國首顆用于量子通信研究的“墨子號”衛(wèi)星，還建成從北京到上海的全球首條量子加密光纖鏈路“京滬干線”。

阿里巴巴推動量子通信商業(yè)化發(fā)展

今年3月，阿里云公布了首個(gè)云上量子加密通訊案例。網(wǎng)商銀行采用量子技術(shù)在專有云上完成了量子加密通信。阿里云也成為全世界第一家可以提供量子加密信息傳送服務(wù)的云計(jì)算公司。此項(xiàng)服務(wù)的落地，對于阿里巴巴量子加密通信技術(shù)進(jìn)入普惠階段有重大意義。

事實(shí)上，量子加密通信技術(shù)在中國進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段已有好幾年。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的團(tuán)隊(duì)在合肥于2012 年建立了中國第一個(gè)量子密鑰分配安全網(wǎng)絡(luò)，2015年阿里巴巴與中科院就聯(lián)合發(fā)布了量子加密通信產(chǎn)品，但直到今天才有量子加密通信開始被真正商用，一個(gè)核心原因在于行業(yè)對于量子加密通信缺乏足夠的了解和重視。

阿里巴巴對量子加密通信技術(shù)的應(yīng)用，一方面，會在互聯(lián)網(wǎng)公司中起到示范作用，就像https的普及一樣，當(dāng)行業(yè)領(lǐng)頭羊應(yīng)用一個(gè)技術(shù)之后，其他玩家就算不跟風(fēng)應(yīng)用也會對新技術(shù)更加關(guān)注。另一方面，由于阿里巴巴生態(tài)中有海量的企業(yè)級客戶，不只是有類似于網(wǎng)商銀行這樣的上百家有資本關(guān)系的企業(yè)，阿里云還有大量的企業(yè)級客戶，電商業(yè)務(wù)、阿里釘釘和螞蟻金服業(yè)務(wù)同樣有許多客戶。這些客戶未來都可能會通過阿里巴巴來實(shí)現(xiàn)基于量子加密安全技術(shù)的安全服務(wù)。

阿里巴巴還會逐步將量子加密通信技術(shù)應(yīng)用到其20年后會達(dá)到20億用戶規(guī)模的新經(jīng)濟(jì)體中，這對于量子加密通信技術(shù)從企業(yè)級應(yīng)用走向大眾應(yīng)用意義非凡。

新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用都是不可分割的，應(yīng)用才能推動技術(shù)的進(jìn)步，就像芯片廠商和手機(jī)公司之間的關(guān)系一樣。馬云在啟動阿里巴巴NASA計(jì)劃時(shí)明確，“必須圍繞新經(jīng)濟(jì)體的三大使命展開技術(shù)思考：讓世界更加普惠（Inclusive）、讓機(jī)會更加均等；讓世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展更加可持續(xù)（Sustainable）；讓未來生活更加健康快樂（Happy&Healthy）”。讓科技更加普惠是阿里巴巴在技術(shù)上的哲學(xué)思考，從率先應(yīng)用量子加密通信技術(shù)來看，阿里巴巴早已在行動。

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