2017年9月29日，連接北京、上海，貫穿濟(jì)南和合肥全長(zhǎng)2000余公里的京滬量子通信骨干網(wǎng)絡(luò)全線開通。當(dāng)年，這條頭頂光環(huán)的“京滬量子通信干線”承載了國(guó)人太多太多的期望。

　　量子通信工程的推動(dòng)者們也通過(guò)主流媒體向大眾承諾：

　　“2019年前后，量子通信將會(huì)服務(wù)于消費(fèi)者的網(wǎng)上轉(zhuǎn)款和支付。全國(guó)性的組網(wǎng)建設(shè)將由運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)，量子網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)將建立。2023年有望建成全國(guó)量子通信網(wǎng)?！盵1]

　　“量子通信將在不到10年的時(shí)間里輻射千家萬(wàn)戶?！?/p>

　　“到2030年左右，中國(guó)將建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)?！盵2]

　　現(xiàn)在整整二年過(guò)去了，“京滬量子通信干線”卻失去了奪目的光彩，已經(jīng)成了“被媒體遺忘的角落”。媒體上從未報(bào)導(dǎo)過(guò)客戶在網(wǎng)上轉(zhuǎn)款和支付中使用了量子保密通信技術(shù)，也沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)有誰(shuí)因?yàn)橛貌簧狭孔油ㄐ欧?wù)而愁白了頭。

　　據(jù)可靠消息透露，原計(jì)劃中的多條跨省量子通信干線建設(shè)已經(jīng)全部停工。中科大的“科大國(guó)盾”是全國(guó)最量子通信設(shè)備制造龍頭企業(yè)。根據(jù)容誠(chéng)會(huì)計(jì)所出具的《審計(jì)報(bào)告》(會(huì)審字[2019]6719 號(hào))，2016年度、2017年度、2018年度、2019年 1-6月，科大國(guó)盾的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入分別為 21,029.28萬(wàn)元、27,248.17萬(wàn)元、25,690.88萬(wàn)元和 2,255.83萬(wàn)元。數(shù)據(jù)顯示，量子通信工程建設(shè)從2016年開始就增長(zhǎng)乏力，去年已經(jīng)出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，到了今年竟然發(fā)生了80%的斷崖式暴跌！

　　在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，每種有生命力的新技術(shù)一旦進(jìn)入市場(chǎng)，用戶數(shù)字都是按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)的，個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)的成長(zhǎng)發(fā)展無(wú)不遵循這樣的普遍規(guī)律。為什么只有“量子通信”反其道而行之，成了市場(chǎng)的棄兒呢？

　　如果說(shuō)實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，那么市場(chǎng)就是鑒定工程技術(shù)的最終手段。一個(gè)工程項(xiàng)目如果沒(méi)有用戶的追捧、沒(méi)有穩(wěn)定的收益，那么它被市場(chǎng)無(wú)情的拋棄只是時(shí)間問(wèn)題，頭頂著“量子”的光環(huán)一點(diǎn)用處也沒(méi)有。

　　所有已建或在建的量子通信工程根本不是一種新的通信技術(shù)，量子通信工程也不是保證通信安全的獨(dú)立完整的新的密碼系統(tǒng)，密碼系統(tǒng)的核心是加密算法，量子通信工程使用的都是傳統(tǒng)對(duì)稱密碼的加密算法。量子通信工程也與量子糾纏毫無(wú)關(guān)系，它只是利用量子偏振態(tài)作密鑰分發(fā)的一種硬件技術(shù)，是對(duì)稱密碼系統(tǒng)中可有可無(wú)的一個(gè)子功能，簡(jiǎn)稱“量子密鑰分發(fā)”技術(shù)(QKD)。

　　目前量子通信工程的要害問(wèn)題可歸結(jié)為以下三個(gè)方面：

　　1）量子通信技術(shù)困境之一：極低的成碼率

　　QKD的成碼率是單位時(shí)間內(nèi)生成有效的共享密鑰總位數(shù)。成碼率是密鑰分發(fā)最重要的技術(shù)指標(biāo)，它反應(yīng)了密鑰分發(fā)的效率，也決定了該技術(shù)的應(yīng)用范圍。目前QKD在百公里距離上的成碼率僅為Kbps量級(jí)，而目前光纖數(shù)據(jù)通信速率可達(dá)Tbps量級(jí)，兩者相差了9個(gè)數(shù)量級(jí)，也就是十億倍！

　　而所謂絕對(duì)安全的“量子通信“又必須要求“密鑰與明文等長(zhǎng)”和“一次一密”，也就是說(shuō)QKD的成碼率必須不低于光纖的數(shù)據(jù)通信速率。由此可知，蝸牛般低速的成碼率使得量子通信要為現(xiàn)代化通信保駕護(hù)航永遠(yuǎn)只能是不切實(shí)際的幻想。如果強(qiáng)制使用量子通信，其結(jié)果必然把目前的通信速度至少降低千萬(wàn)倍！

　　2）量子通信技術(shù)困境之二：不能與互聯(lián)網(wǎng)兼容

　　目前QKD使用的是BB84這個(gè)“點(diǎn)到點(diǎn)”的通信協(xié)議，這種點(diǎn)到點(diǎn)的密鑰分發(fā)技術(shù)要求在通信雙方之間建立一條被他們獨(dú)占的物理通路，這種通信方式只能使用電路交換協(xié)議（Circuit Switching）。電路交換協(xié)議與分組交換協(xié)議（Packet Switching )從基礎(chǔ)原理上水火不容，而分組交換協(xié)議是構(gòu)建現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。這就從根本上斷絕了QKD組成現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)兼容的可能性，它為互聯(lián)網(wǎng)通信安全提供有效的服務(wù)也就無(wú)從談起。這是京滬量子通信干線工程至今未有廣泛應(yīng)用的一個(gè)根本原因。

　　3）量子通信技術(shù)困境之三：極不安全的可信中繼站

　　京滬量子通信干線中使用了三十多個(gè)帶有嚴(yán)重安全隱患的“可信中繼站”，黑客可以利用這些中繼站的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全漏洞發(fā)起攻擊，也可以在中繼站的上百個(gè)工作人員中尋找合作者，黑客通過(guò)以上手段竊取密鑰比直接破解密碼要容易得多。所以京滬量子通信干線的安全性要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)通信干線。

　　QKD根本不具備工程立項(xiàng)的資格，因?yàn)樗媾R太多難以解決的技術(shù)困境。在這些技術(shù)難題中尤以“極低的成碼率”、“不能與互聯(lián)網(wǎng)兼容”和“極不安全的可信中繼站”最為嚴(yán)重，它們就是阻礙量子通信工程建設(shè)的三座難以逾越的大山。這里需要特別強(qiáng)調(diào)，量子通信所面臨的這三大技術(shù)困境是被物理原理所決定了的，單靠工程技術(shù)的進(jìn)步是極難取得實(shí)質(zhì)性改變的。

　　面對(duì)上述三大技術(shù)困境，正確的方法應(yīng)是審時(shí)度勢(shì)，靜下心來(lái)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，應(yīng)該考慮揚(yáng)棄三十多年前IBM的BB84協(xié)議，開創(chuàng)量子通信的全新模式方是正道?？上е袊?guó)的量子通信工程推動(dòng)者反其道而行之，非要吊死在BB84這棵枯樹上，把技術(shù)上不成熟又毫無(wú)使用價(jià)值的BB84協(xié)議包裝成為工程項(xiàng)目，完全置工程的實(shí)用性、可行性、必要性和經(jīng)濟(jì)效益于不顧，這樣的例子實(shí)屬罕見(jiàn)。

　　為了掩蓋量子通信的三大技術(shù)困境，就轉(zhuǎn)移視線泡制了兩個(gè)神話故事。1）“量子通信的無(wú)條件安全性是可以用數(shù)學(xué)證明的”；2）“只有量子通信可以拯救公鑰密碼危機(jī)?！?/p>

　　這兩個(gè)神話故事就成了對(duì)付量子通信批評(píng)質(zhì)疑的擋箭牌。神話故事背后的潛臺(tái)詞就是：雖然量子通信工程有許多技術(shù)障礙，但它理論上是無(wú)條件絕對(duì)安全的，“一好遮百丑”，所有的技術(shù)缺陷只能將就吧；雖然量子通信并不具備工程建設(shè)的可行性，但傳統(tǒng)密碼的天空都要塌了，甭多想了先上工程再說(shuō)吧。這兩個(gè)神話誤導(dǎo)了許多人、也欺騙了很長(zhǎng)時(shí)間，現(xiàn)在該是揭露其真相的時(shí)候了。

　　量子通信神話之一：QKD無(wú)條件安全性可以用數(shù)學(xué)證明的

　　“QKD的無(wú)條件安全性是可以用數(shù)學(xué)證明的”實(shí)際上來(lái)自兩個(gè)完全獨(dú)立的命題：“QKD的物理過(guò)程可以抽象出一個(gè)數(shù)學(xué)模型”，“QKD的數(shù)學(xué)模型的無(wú)條件安全性是可以用數(shù)學(xué)證明的”。而“QKD無(wú)條件安全性可以用數(shù)學(xué)證明的”是由前兩個(gè)命題拼湊出來(lái)的一個(gè)新命題，它不是三段論邏輯推演的結(jié)果，即使前兩個(gè)命題都是真命題，也不能保證這個(gè)新命題就是真命題。

　　事實(shí)上到目前為止，QKD的抽象數(shù)學(xué)模型的無(wú)條件安全的證明一直是有爭(zhēng)議的[3][4]。退一萬(wàn)步，即使QKD的抽象數(shù)學(xué)模型將來(lái)被證明是無(wú)條件安全的，也不能證明QKD真實(shí)的物理過(guò)程是無(wú)條件絕對(duì)安全的，因?yàn)閿?shù)學(xué)模型不等于真實(shí)的物理過(guò)程。無(wú)論數(shù)學(xué)模型做得多完美，它只可能是真實(shí)世界的部分和近似的反映，對(duì)模型的任何分析和證明只能是真實(shí)世界特性的近似結(jié)果。

　　量子通信神話之二：QKD可以拯救公鑰密碼危機(jī)

　　從密碼學(xué)原理可知，QKD只能為確定的“熟人”之間分發(fā)一個(gè)共享密鑰，本質(zhì)上它僅是對(duì)稱密碼中密鑰分發(fā)的一種選項(xiàng)。公鑰密碼因?yàn)槭褂霉€、私鑰兩個(gè)密鑰，所以才能為互聯(lián)網(wǎng)千千萬(wàn)萬(wàn)“非熟人”之間分發(fā)密鑰，并且還可以完成用戶認(rèn)證、數(shù)字簽名等多種重要功能。而這些保證互聯(lián)網(wǎng)通信安全的重要功能都是量子通信根本無(wú)力勝任的。即使明天量子計(jì)算機(jī)與太陽(yáng)同時(shí)升起，公鑰密碼的天塌下來(lái)，“量子通信”是根本不頂用的，唯有丟人現(xiàn)眼的份。

　　“量子通信的無(wú)條件安全性是可以用數(shù)學(xué)證明的”、“只有量子通信可以拯救公鑰密碼危機(jī)”是兩個(gè)毫無(wú)科學(xué)根據(jù)的神話故事，“極低的成碼率”、“不能與互聯(lián)網(wǎng)兼容”和“極不安全的可信中繼站”是量子通信工程無(wú)法逾越的三座大山。編造和宣傳這兩個(gè)虛假的神話故事目的是為了掩蓋量子通信面臨的實(shí)實(shí)在在難以解決的三大工程困境。虛假的神話故事與真實(shí)的工程困境是硬幣的兩面。量子通信面臨的工程困境越是殘酷真實(shí)，走入歧途的工程推動(dòng)者越發(fā)需要依賴虛幻的神話去掩蓋自己的窘態(tài)；神話故事越是虛假離奇，只能說(shuō)明故事的編導(dǎo)者面對(duì)的困境太真實(shí)太嚴(yán)酷了，他們除了騙人騙己沒(méi)有任何其它的有效對(duì)策。

　　“假作真時(shí)真亦假，騙的多是吃瓜人?！本孔油ㄐ殴こ掏旯ひ延卸?，上述三大技術(shù)困境一個(gè)也沒(méi)有得到解決。量子通信工程失去自愿付費(fèi)的忠實(shí)用戶群，現(xiàn)在只剩下各級(jí)政府買單了。工程的投資費(fèi)用就別提了，估計(jì)現(xiàn)在連日常運(yùn)營(yíng)維護(hù)都無(wú)法自理。整整二年過(guò)去了，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益、沒(méi)有鐵桿用戶的京滬量子通信工程被市場(chǎng)無(wú)情地拋棄是必然的下場(chǎng)。

　　京滬量子通信工程建成開通后的二年中，對(duì)該工程項(xiàng)目的批評(píng)質(zhì)疑從未停止過(guò)。僅我一人就撰寫了量子通信工程批評(píng)文章二十多篇，其中近十篇在媒體上以實(shí)名公開發(fā)表。令人欣慰的是，全國(guó)性量子通信工程項(xiàng)目已經(jīng)喊停，糾錯(cuò)止損終于邁出了第一步。錯(cuò)誤和挫折本身并不可怕，重要的是認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤、肅清謬誤和吸取教訓(xùn)，這才是真正負(fù)責(zé)任的科學(xué)態(tài)度。