[科普中国]-量子通讯将颠覆信息战战场形势

量子通讯卫星将颠覆信息战战场形势 未来的战争将会是个什么样？下一场世界大战将会以什么样的形式展开？军事科学家们说，那将是一场信息化的战争，没有人怀疑这个结论，已盖棺论定。可量子通讯卫星的出现，在一瞬间便改变了这一切。美国人惊骇不己地发现，中国在这个领域，至少领先了全世界20年，这个跨度足以颠覆下一场世界大战的军力对比。 量子通讯将颠覆信息战战场形势              ----- 下一场世界大战将会是个什么样？          魏雅华 新闻事件：世界首颗量子通信卫星“墨子号”发射成功 2016年8月15日, 对于中国人来说，这是一个举国欢庆的重大节日，是中国人一雪国耻的“二战胜利纪念日”。七十一年前的这一天，1945年8月15日,日本天皇宣布战败，举起了白旗，无条件投降。这一天，是中国人最伟大的节日之一。午夜零点的钟声刚刚敲过，2016年8月16日, 全世界的眼睛都在屏声息气地在盯着中国。尤其是正在白天的西半球。事情似乎来的太突然，一直在密切关注着中国科学最新研究成果的人们，还没有听说过中国关于量子通信有什么新的进展，可是全世界首颗量子通信卫星，怎么就升天了呢？你能想象，这条新闻中所包含的巨大的未知的信息量吗？这一切都是真的。　　8月16日凌晨1时40分，酒泉卫星发射中心用长征二号运载火箭，在全世界惊骇的目光下，一飞冲天，成功将世界首颗量子科学实验卫星送到了宇宙空间。在既定的轨道上开始了它的工作。“量子通信时代”揭开了它的扉页。“墨子号”的出现，它意味着中国在量子通信上取得了令人炫目的辉煌成就。科学家们评论说，在这个领域，中国至少领先了全世界20年。    二十年，一代人的时间哪。这颗量子卫星有一个非常中国的名字“墨子号”， 这是一位中国的先哲，中国古代一位伟大的思想家，名字起的很文雅，很和平，很平和。中国在关于这颗卫星的《公报》中说：“这是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要科学目标是借助卫星平台，进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。”这是一段非常美妙的音乐，其中包含了很多让我们听来非常悦耳的音色，比如，“量子密钥”，“星地高速量子密钥分发”，“量子纠缠”分发和“量子隐形”传态。还有“空间尺度量子力学”。这短短的，不过100多字的一段告白，给了我们多少想象的空间？激发了我们多少奇思妙想？甚至让我们奢望，我们能不能领到一把“量子密钥”？ 让我的手机更安全一些，我的手机，那几乎就是我的命呀！尽管我们生活在一个世界上人口最多的国家，可实际上，我们都是生活在自己的“朋友圈”里，自己的通讯簿里的呀。我们似乎到现在都没有听到过，有人出来解释，这颗卫星的出现，将怎样改变未来的战争。我们只听到有人向我们解释说，量子通信会让我们的通讯变得更加安全，私密，可这个解释就已经够了。它带给我们的联想，实在是太丰富了。 从活捉萨达姆说起 其实信息战并不是未来的战争，信息战从上个世纪末便已经开始，而且它所展示的摧毁力，让我们震撼不已。1991年的海湾战争，1999年的科索沃战争，2001年的阿富汗战争，2003年的伊拉克战争：都是信息化战争的经典战例。关于这件事，让我们先从活捉萨达姆说起。2003年12月15日，一道电波在一瞬间就飞遍了全世界，占据了全世界所有媒体的头条位置。美国人宣布，他们活捉了萨达姆·侯赛因。在家乡提克里特附近被捕，从而为伊拉克战争画上了句号。驻伊拉克美军最高指挥官在新闻发布会上说，驻伊拉克美军情报部门，13日上午10时左右，获得了萨达姆躲藏在距提克里特大约15公里的达瓦尔镇的情报。他们是怎样得到这个绝密的不能再绝密的，悬赏5500万美元的情报的？萨达姆的手机讯号出卖了他。萨达姆像土拨鼠一样，钻进了洞穴中，他怀着侥幸的心态，使用了手机。萨达姆是因与妻子定期通电话，打手机暴露了自己的行踪。命运之神并不眷顾他。2003年12月13日晚6时，美军第四步兵师600名官兵，在达瓦尔镇闪电包围了萨达姆藏身的地点。当晚8时，美军士兵展开攻击行动。10分钟后，美军打开了萨达姆藏身的地下室。萨达姆藏在一个大约2米深的地洞中。美军士兵用铁锹将萨达姆挖了出来。萨达姆被捕时带着假胡子。萨达姆承认了自己的身份。另外，还有两人和萨达姆一起被捕，美军还缴获了他们携带的75万美元、两支AK47步枪和一把手枪。2006年11月5日萨达姆被绞死。 本·拉登之死 捉拿本·拉登的悬红是2500万美金。2011年5月1日，一战成名的美国海豹突击队在巴基斯坦完成了一次追捕行动，行动目标是美国苦苦寻找了10年之久的“9·11”元凶本·拉登。此次行动中，79名海豹突击队员，戴着夜视镜和武器，分别搭乘4架直升飞机，从阿富汗贾拉拉巴德的军事基地，进入到了巴基斯坦境内。1时10分左右，直升机在拉登住宅附近降落，展开了突袭行动。海豹突击队员从门、窗，甚至在墙上炸出一个大洞，闪电般地进入了这栋三层楼的住宅，这种定点清除的斩首行动，他们不知道演习过多少遍，早已是轻车熟路。在这座大楼里，他们没有遭遇到强烈的抵抗，突击队员很快冲上了3楼，在这里发现了本·拉登。他身穿穆斯林传统的宽松衣服和睡裤。见到美国士兵的时候，手里拿着枪的拉登试图抵抗，特种队员一枪击中了他的左眼上部。本·拉登当场身亡。有人说，海豹突击队接到的命令是，要死的不要活的。他们掠走了本·拉登的尸体。全世界都在惊愕地问，他们是怎么发现本·拉登的隐藏处的？这个情报价值2500万美金呀。媒体们在千方百计地寻找这个问题的答案，他们也总能找到答案，美国特种部队是在拉登最为信任的信使身上得到的线索，从而找到了拉登的藏身之处，并将其击毙。这位信使的一个手机电话，让美国情报人员获得了拉登藏身之处的重大线索。关于这件事，《华盛顿邮报》是这样报道的：拉登重要信使的巴基斯坦人阿布·艾哈迈德接到一位老友的电话。老友问：“你一直在哪里？我们很想你。你过的怎么样？”阿布·艾哈迈德的回答是模糊的。他说：“我现在和我过去的朋友在一起。”电话那头停顿了一下，他己经猜到了阿布·艾哈迈德这个价值万金的回音。说者无意，听者有心，这个电话表明他已回到了本·拉登核心圈，本·拉登就在他的身旁。就是这样一个电话，让本·拉登送了命，《华盛顿邮报》的报道中称，连“基地”组织高级指挥官都不知道他的藏身之处。就是这个电话，让情报人员锁定了他的藏身之处。奥巴马亲自指挥了抓捕本·拉登行动。远在千里之外的美国总统奥巴马，坐在白宫战情室中，指挥了追杀拉登行动。跟奥巴马一起在行动指挥现场的，还有副总统拜登、国安顾问唐尼隆、国防部长盖茨、国务卿希拉里。奥巴马身穿黑色外套盯着屏幕，他下达着行动的指令。而国务卿希拉里毕竟是个女人，面对如此恐怖而血腥的场面，她用手紧紧捂住了嘴，副总统拜登狠狠皱着眉头，如临大敌。在地球另一端的巴基斯坦阿伯塔巴德镇，美国海豹突击队队员头盔上的摄像头，将本·拉登中弹的画面通过卫星，传回了白宫。海豹突击队队员在打死本·拉登之后，用担架把他的尸体抬上了直升机。美国人需要验明正身，需要知道这个被打死的人是否确实是本·拉登。所有这一切，都要归功于美国特种作战部队的高度信息化。通过高端信息通信技术，奥巴马和同僚们一起身临其境般地感受了现场发生的一切：奔袭、搜索、射击、枪声、爆炸声、喊叫声。 卡扎菲之死 让我们再看卡扎菲之死。2011年10月20日上午8点半左右，卡扎菲最后据点即将陷落，卡扎菲向苏尔特郊外仓皇撤退。此前一直严守无线电静默的卡扎菲，慌乱中拨通了自己的卫星电话求救，这个电话彻底暴露了自身的行迹。美国国家安全局的全球信号侦察网络，正不断地监听着各种电子信号，这个网络可以监听到地球另一端的电话交谈。不幸的是，卡扎菲并没有侥幸逃脱这张覆盖全球的天网。北约军总指挥部锁定了卡扎菲所在的方位坐标，并把这个目标报告给了空军。多架北约战机对卡扎菲的车队进行了空袭，击中了其中四辆车。卡扎菲遇袭身亡。2011年10月20日傍晚，全世界媒体都被一系列支离零碎、相互矛盾的消息，搞得既兴奋又紧张。他们不知道该听谁的，该信谁的。北京时间晚上9点左右，这一消息得到了证实。利比亚执政当局发言人和执政当局总理先后证实了卡扎菲的死讯。卡塔尔半岛电视台还播出了一段卡扎菲尸体在运输过程中的视频。 信息化战争与斩首行动 所有这一切，都在表明，信息化的战争正在全面的推进，正在不可抗拒的到来，定点打击，精确打击，斩首行动，是它的三大特点，所有这一切，都建筑在高度的信息化的战略上。1991年的海湾战争，应视为信息战的一次成功的路演，以美国为首的多国部队于1991年1月17日～2月28日在联合国安理会授权下，为恢复科威特领土完整而对伊拉克进行的局部战争，同时也是人类战争史上现代化程度最高、使用新式武器最多、投入军费最多的一场战争。海湾战争主要战斗包括历时42天的空袭；在伊拉克、科威特和沙特阿拉伯边境地带展开的历时100小时的陆战。多国部队以难以想像的很小的代价取得决定性胜利，重创伊拉克军队。迫使伊拉克接受联合国660号决议，从科威特撤军。海湾战争是美军自越南战争后，主导参加的第一场大规模局部战争。在战争中，美军首次将大量高科技武器投入实战，展示了压倒性的制空、制电磁优势。1999年3月24日至1999年6月的科索沃战争中，这一特点体现得更加充分，南联盟军队基本上没有重大毁伤，北约就结束了战争。战败的塞尔维亚总统米洛舍维奇2006年3月11日在海牙监狱中死去。2003年的伊拉克战争中，美军十分成功地运用了“斩首行动”的战略，先摧毁了伊拉克军指挥机构和地面防空系统，使伊拉克军队的指挥系统迅速瘫痪，再摧毁其电力、能源、通信、桥梁、公路、机场等基础设施，最后才与伊军作战部队开始地面作战，摧毁其人员和军队。战争仅仅进行了两周，伊拉克首都巴格达即告陷落。通过摧毁作战指挥系统，而不需要对外围各环进行打击，就能一战而胜，这便是美军“斩首行动”的理论依据。美军认为，如果在战争一开始，就把45枚导弹和4枚激光制导炸弹,扔在萨达姆的身边并将其致死，就能决定战争的胜负，而同样数量的导弹和炸弹，如果扔在巴格达市中心,或城市外围的伊军防御阵地上，无论造成多大的摧毁效应，都不可能达到这一目的。 海湾战争和科索沃战争中的斩首行动，主要是针对敌方的战略指挥控制系统，而1986年的美国与利比亚军事冲突、1991年的海湾战争，1999年的科索沃战争，2001年的阿富汗战争，2003年的伊拉克战争：都是信息化战争的经典战例。我们再也看不到那种旷日持久的战争。这几场双方投入兵力几十万人，上百万人的大战，都只打了几个星期到几个月。就以一个国家的战败而结束的。回眸从上个世纪90年代到现在，这20多年间所有的战争，信息化战争和斩首行动，取得了辉煌的成就，所以没有人会怀疑，未来的战争将会是什么样的。下一场世界大战将会以什么样的形式展开？军事科学家们说，那将是一场信息化的战争，已经盖棺论定。这二三十年间，人们已经见证了信息战它那无坚不催的威力。萨达姆的五十多万共和国卫队，号称虎狼之师的精锐部队，几乎还没有开打，就已经灰飞烟灭，萨达姆钻进了老鼠洞，他的指挥系统彻底瘫痪，人们都感到奇怪，萨达姆的五六十万大军人间蒸发了吗？美国早就在信息战的战略部署上，毫不迟疑的投入了大量的人力物力，美国人相信，他们一定能打赢这场战争，在这个战场上，他们的优势太大了，他们敢于藐视所有的对手。可量子通讯卫星的出现，在一瞬间改变了这一切。被改变的不仅仅是力量强弱的对比，他们会突然的发现，他们说手中所有的神话一般的武器，甚至还没有来得及使用，就该报废销毁了。 量子通讯卫星将颠覆信息战战场形势 让我们先来说一下什么是“量子通讯”？1993年，6位来自不同国家的科学家，提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传态的方案：将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处。其基本思想是：将原物的信息分成“经典信息”和“量子信息”两部分，它们分别经由“经典通道”和“量子通道”传送给接收者。“经典信息”是发送者对原物进行某种测量而获得的，“量子信息”是发送者在测量中未提取的其余信息；接收者在获得这两种信息后，就可以制备出原物量子态的完全复制品。该过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子处于原物的量子态上。在这个方案中，“纠缠态”的“非定域性”起着至关重要的作用。量子力学是非定域的理论，这一点已被违背贝尔不等式的实验结果所证实，因此，量子力学展现出许多反直观的效应。在量子力学中能够以这样的方式制备两个粒子态，在它们之间的关联不能被经典地解释，这样的态称为“纠缠态”，“量子纠缠”指的是两个或多个量子系统之间的非定域非经典的关联。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。请仔细推敲这句话：“实现原则上‘不可破译’的‘量子保密通信’”。1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是表达量子信息的“状态”，作为信息载体的光子本身并不被传输。为了进行远距离的量子态隐形传输，往往需要事先让相距遥远的两地共同拥有最大量子纠缠态。但是，由于存在各种不可避免的环境噪声，量子纠缠态的品质会随着传送距离的增加而变得越来越差。因此，如何提纯高品质的量子纠缠态是量子通信研究中的重要课题。而量子通讯卫星的出现，使这一难题迎刃而解。 后记 我不知道有多少人能够看懂，这段已经是在以科普形式所出现的，对量子通信的解释，要消化这一段话真的很不容易，可我们也没办法把这段话说得再通俗些，因为它已经很通俗了。我只想说一句非常简单的话，我们的手机通讯，将会因为量子通讯这种全新的通讯手段的出现，而变的非常安全，其安全的程度甚至可以达到“无法破译”。有一点可以肯定，几乎每一个中国人都曾经遇到过的，猖獗一时的电信诈骗，将会像可怕的天花遇到了牛痘一样。我们的手里有了一块量子通讯的盾牌，世界上现在还没有出现，能够刺穿这个盾牌的矛，这个矛什么时候会出现？没有答案，至少在我们的有生之年，是见不到的。这个答案会给您带来一些安全感吗？我想，会。量子通信卫星，能给这个世界带来和平吗? 我们相信这个道理：如果这个世界上，相互敌对的力量，不再那么众寡悬殊，不再那么强弱分明，那么，战争就很难发生。量子通讯究竟会给这个世界带来些什么？我们还需要继续观察。但有一点可以肯定，全世界都在紧张地研究这个问题。