设想这样个场景：你刚刚输入解锁密码开了手机，然后开支付软件上海橱柜台面胶厂 ，用人脸识别或者指纹识别付了款。这样的场景每天都会出现在我们的生活中。
但问题是，这个过程真的安全吗？不论是输入密码，还是人脸或指纹识别，终都要转化成串代表 0 和 1 的电信号传输出去。这串信号在传输时，对于窃听者来说是串可以被截取、被存储的物理信号。终有天，现行的经典加密手段在力飞跃面前将变得览余。
能够破解这困局的"终利刃"，就是量子密钥分发（QKD）。目前，我国科学正致力于构建基于这技术的天地体化量子通信网络，试图从物理定律层面为信息安全筑起道不可逾越的"铜墙铁壁"。
在这足以改变未来的前沿赛道上，先欧盟 3 至 5 年，先美国 5 至 8 年，跑在了世界的前面。
你的密码为什么不够安全
网银通信、网络登录和大量的互联网加密协议，背后常依赖套逻辑：把密钥协商、身份认证等过程建立在难以求解的数学问题之上。
广为人知的例子是 RSA 加密。破解它，理论上需要把个大的整数分解成质因数，这个计量对于经典计机而言大得像天文数字。于是，我们将"法被出来"等同于"安全"。
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这套逻辑管用就是几十年，但它有两个软肋：
，纵观历史，再厉害的数学题也总有被解开的那天。二战时，盟军破解了德国人自以为懈可击的"恩尼格码"（Enigma）密码机，改变了战争走向。今天我们认为牢不可破的法，未能在几十年后的数学面前依然屹立。
二，是量子计机的崛起。足够大规模、容错的量子计机将严重威胁 RSA 和 ECC 等现有"公钥密码体系"，就像突然给某些数学题换了套解法体系。
还有种令人不安的攻击策略，叫做"先存储、后破译"。窃听者可以现在截取并保存你的密文，等未来量子力成熟了，再慢慢解开。也就是说，今天发出去的加密消息，在未来可能并不安全。
科学技术大学研究员袁岚峰给出了个形象的比喻：从古至今，人们提出了许多密码体系，但没有个在原理上能保证安全，这是因为传统的密码总是需要信使去送密码本。《红灯记》《潜伏》等谍战片里的情报员就是干这个的，密码本的业称呼叫做"密钥"。信使如果被抓，或者叛变，损失就非常巨大。
后来，密码学发明了种聪明的办法上海橱柜台面胶厂 ，不需要人去送密钥，而是用数学难题去加密。窃密变成了种数学挑战赛，如果能解出这道数学难题，就可以窃密。但由于密码学相信这道题非常难，在正常的时间里根本解不出来，所以可以做到保密。
电影《红灯记》海报
量子通信走出了条不同的路。量子通信指的是利用光子等基本粒子的量子态不可克隆、测量坍缩等特，或基于量子纠缠应，进行信息传递和安全密钥分发的通信技术。在量子通信中，量子密钥信息编码在单光子、弱相干光脉冲或纠缠光子等量子态上进行传输，而光子有两个特：
· 不能复制： 量子力学中有条"不可克隆定理"，单个光子法被完整复制。窃听者不能偷偷做份"拷贝"。
· 碰就变： 在量子通信中，窃听者对未知量子态的测量通常会引入可观测误码率，通信双可通过误码检测和后处理判断是否存在异常。
这两个特它成为了好的保密信使。量子通信的安全，不再依赖"没有人有足够快的计机"，而是依靠"物理定律不允许这件事发生"。这是两种本质不同的安全观。
量子密钥分发是目前量子通信域成熟、应用广泛的种核心应用。实际部署时，它可以用"外挂"的式叠加在现有通信网络上：先用量子信道生成密钥，再用这把密钥对信息加密传输。即便有人窃取了数据，得到的也只是密文，而非明文，因此，"先存储、后破译"的策略在这里也行不通。
4600 千米的奇迹
2021 年 1 月，《自然》刊载了篇重量论文，宣告建成了全球规模大的量子通信网络：跨越 4600 千米，覆盖四省三市，连接 32 个节点，已接入金融、电力、政务等域过 150 用户。
天地体化量子通信网络示意图 图源：参考文献 [ 1 ]
这个网络分"天上"和"地上"两部分，起来组成了天地体化量子通信网络：
· 地面网络： 过 2000 千米的"京沪干线"光纤网络上海橱柜台面胶厂 ，连接北京、济南、肥、上海四个城市。
· 太空节点： "墨子号"量子科学实验卫星，通过河北兴隆和新疆南山两个地面站，与地面网络连通。
这套设计的精妙之处，保温护角专用胶在于充分利用了两种传输媒介各自的优势：卫星与地面站之间走自由空间，相比长距离光纤可显著降低吸收损耗，适承担跨越上千千米的远距离传输任务；地面上的干线和城域网则走光纤，稳定可靠，适点对点的精细连接。两种式各补对的短板，起来才能覆盖全国。
"墨子号"与地面站之间的光路对准，相当于在万米空的飞机上，把上亿个元硬币枚枚投进地面上个不停旋转的储钱罐，同时还得穿过细细的投币口。《自然》杂志的审稿人评价这项成果是"地球上大、的量子密钥分发网络"，是项"巨大的工程成就"。
星地量子密钥分发（QKD）实验示意图 图源：参考文献 [ 2 ]
面对近年来欧美的加速追赶，这优势非但没有缩小，反而仍在扩大。2025 年 3 月，《自然》上又刊载了另篇团队的论文。这次，主角换成了量子微纳卫星和可移动地面站：与南非在相隔 12900 多千米的距离上建立了量子密钥，单次卫星过境期间传输了多达 100 万比特的安全密钥，次实现了上万千米的实时星地量子通信，且设备体积小、成本低、速率。
个可以实用化组网的时代，正在加速到来。
跑全球，但并非没有挑战
在量子通信域的先，已经延伸进了现实生活。
据部分三产业研究机构预测，2024 年我国量子通信相关市场规模约为 892 亿元。电信联国盾量子出的"量子密话"是全球个运营商量子通信应用，目前服务用户已过 600 万。量子通信开始走入寻常百姓。
然而，这张漂亮答卷的背面，藏着个须正视的挑战：现阶段设备成本较，量子保密通信终端的造价约为传统加密案的 5 至 10 倍。这成本差距，是大规模网络部署面临的现实门槛，这也使得距离量子通信实现规模化应用仍有距离。小型化、芯片化、批量化生产，将成为解题的关键向。
量子通信，下步往哪走？
如果把当下的天地体化量子通信网络比作"雏形"，那么研究者心中的终图景，要宏大得多。
现有的量子通信主要传输经典信息（量子密钥），而未来的"量子互联网"将直接传输量子比特上海橱柜台面胶厂 ，这需要突破"量子中继"技术——以物理式替代现有的可信中继节点，实现端到端的纯量子信息传输。
此外，如果想让量子通信真正普及，还须把昂贵的实验室设备"压缩"进枚芯片。这不仅能大幅降低成本，也是实现批量生产和大规模部署的基础。在未来，量子通信将与云计、AI、物联网度融，以"外挂"的式为现有网络做安全增强，逐步形成以量子技术为底层安全保障的数字基础设施。
这张网还将不只服务于通信。科学设想，未来可以用它开展大尺度量子干涉实验，探索量子力学与广义相对论如何融——这是当今物理学处的问题之。
有个细节，或许能帮助我们理解量子通信的历史尺度：过去几十年，人类建设互联网的逻辑，是先让信息流通，再考虑安全。但量子通信的逻辑正好相反——它把"对安全"内置在信息传输的物理底层，让安全成为基础设施本身，而非补丁。
这张覆盖 4600 千米的网络，今天保护的是金融数据和政务系统，而它的终形态，是套让任何窃听行为在物理上都处遁形的全球基础设施。
那条投币口样细的光路，已经瞄准了。
参考文献
[ 1 ] Chen, Y., Zhang, Q., Chen, T., Cai, W., Liao, S., Zhang, J., Chen, K., Yin, J., Ren, J., Chen, Z., Han, S., Yu, Q., Liang, K., Zhou, F., Yuan, X., Zhao, M., Wang, T., Jiang, X., Zhang, L., . . . Pan, J. ( 2021 ) . An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres. Nature, 589 ( 7841 ) , 214 – 219. https://doi.org/10.1038/s41586-020-03093-8
[ 2 ] Li, Y., Cai, W., Ren, J., Wang, C., Yang, M., Zhang, L., Wu, H., Chang, L., Wu, J., Jin, B., Xue, H., Li, X., Liu, H., Yu, G., Tao, X., Chen, T., Liu, C., Luo, W., Zhou, J., . . . Pan, J. ( 2025 ) . Microsatellite-based real-time quantum key distribution. Nature, 640 ( 8057 ) , 47 – 54. https://doi.org/10.1038/s41586-025-08739-z
[ 3 ] 跨越 4600 公里，量子通信全球先，欧美多久才能追上？，袁岚峰，https://mp.weixin.qq.com/s/_B-ZtDPE25tucVYjWx6IYw?scene=1&click_id=62
[ 4 ] 2026 年全国两会关注未来产业 量子手机走进生活，电信，https://www.chinatelecom.com.cn/ct/news/jtxw/165211.html?CT6T=4081a0&CT6TS=1cWpWGisp_1NgGVL11JPL3jeVF_TuQH-s0Q438mrDH51BWfHkLmpXmrRzG43qB7S
策划制作
策划 | 何雨濛
受访丨袁岚峰 科学技术大学研究员 科学技术大学科技传播系主任 科协科普研究员
审核丨栾春阳 移动通信研究院未来研究院 研究员
奥力斯 万能胶生产厂家 联系人：王经理 手机：13903175735（微信同号） 地址：河北省任丘市北辛庄乡南代河工业区
责编丨何雨濛
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