質疑量子通信，對彌補“中國科學精神短板”是好事_風聞

【本文為科工力量將推出的系列文章序言】

6月6日，科技日報頭版刊登了兩篇文章，標題分別是《質疑缺位：科學精神的中國短板》和《發展離不開質疑，進步離不開批判》，其輿論導向已經非常清楚了。正如文章所説，質疑是科學精神不可分割的一部分。但在中國科技界，似乎缺乏這樣的習慣。

中國科技近年來發展迅速，許多新概念也層出不窮，也有一些工程上並不成熟的老概念被反覆炒作，比如“量子計算機”、“可控核聚變”等。對於新生事物，網上有質疑是正常現象。但是在一家博客網站上，一些對“量子通信”這樣的新事物進行質疑的文章被屏蔽，一些學者的博客甚至被封，而《張雙南：質疑是目前中國科技界最缺乏的精神》這篇文章在6月6日正好被刊登在該網站首頁頭條。

以受到許多質疑的量子通信為例，質疑有很多層面。

第一種是學術爭議的層面。比如量子力學的基礎問題，愛因斯坦這樣的科學大師也有質疑，愛因斯坦的思想啓發了貝爾，設計了實驗來判定，而基於量子糾纏態的量子通信（量子隱形傳態）也是在貝爾實驗的基礎上應運而生的。某種意義上可以説，“量子通信”起源於對量子力學的懷疑。近年來，無漏洞貝爾實驗，各種量子隱形傳態實驗，從地面做到墨子號衞星上，但許多科普文章沒有説，這背後的思想，要感謝貝爾，要感謝愛因斯坦的質疑。

貝爾實驗被科學家反覆做，中國學者也參與的“大貝爾實驗”（the Big Bell Test）全球招募3萬志願者做，一次次登上權威期刊，中國學者還提出要在中國的載人登月計劃中，一個人在地球、一個人在月球做。這些工作當然很有意義，但是並沒有提出新的物理理論，也沒有給出對愛因斯坦困惑的“超距作用”的解釋，一位主導這些工作的著名院士在接受採訪時説，自己並不懂量子力學，恐怕也是因為困惑沒有消除。

從這個角度來看，科學界不能止步於這些實驗，對量子物理的深入瞭解也需要更多思想交流。回過頭看，一位反覆發文章對“超距作用”持否定懷疑態度的北大物理學退休教授，他的個人博客被全部封掉，這樣的做法就值得商榷。即便他的觀點很可能是錯的，但只要文章僅是學術性爭論，就不要再去屏蔽那些放於他自己博客中的文章，包括別的學者在該網站博客中的質疑文章也是如此，中國科學界應該具有足夠的自信和寬容。

第二種是工程技術的層面。如今中國上馬的量子通信京滬幹線等工程，應該允許社會各界對工程的可行性、必要性提出合理的疑問，給大家一個交代。和前面説的學術實驗不同，這些量子通信工程不是基於糾纏態，而是基於偏振態的量子密鑰分發。這些工程真正與量子過程有關的僅僅是密鑰分發，而不是通信，因此嚴格來説只是量子加密。工程不是科學實驗，要考慮可行性和必要性，通信密碼工程已經是很成熟的領域，要在這個成熟領域另起爐灶，做物理實驗的科學家必然要面對通信和密碼學行業內的質疑，這是最起碼、再正常不過的事情。

RSA 2017大會上，RSA三巨頭之一的Adi Shamir教授就對量子計算系統與量子加密技術表達了不屑，認為不會浪費精力考慮這些。密碼學的權威認為公鑰密碼足夠安全，這已經是對量子加密工程必要性的質疑。誠然，這不是否定量子加密的全部理由，新技術的出現，總會遭到各種否定。但是國內做量通工程的專家，對上馬京滬幹線這樣大的工程，並計劃再建更多線路，確實應該多聽聽密碼學界的意見，因為量子加密工程是在傳統信道中傳輸信息的，使用的也是傳統的加密解密算法，傳輸量子密鑰目前也需要反覆轉化成傳統電訊號。所謂的“量子通信”僅提供了傳統密碼系統中密鑰分發的一種新方案而已。所以“量子通信”與傳統密碼也根本不是“火車”和“馬車”的關係。

中興事件讓大家意識到，中國互聯網和信息產業的核心技術受制於人，首先在於計算機等智能設備的基礎軟硬件，包括CPU和操作系統，這些領域的信息安全問題尤為迫切，今年初，英特爾的“熔斷和幽靈”事件也讓大家警醒，信息安全的鏈條中，中國的燃眉之急在哪裏，短板在哪裏。

量子通信京滬幹線合肥總控中心，屏幕顯示正在運行微軟公司的視窗操作系統，可以判斷使用的很可能也是英特爾的微處理器。

首個量子密鑰分發協議是國外學者提出的，但30多年過去了，他們並沒有急於從實驗室走到大型工程項目，更沒有上市的產業公司，其中原因值得深思。

第三種是公眾媒體的層面。科學家在面向公眾進行科普的時候，不僅要態度嚴謹，也應該回應公眾的困惑。一位著名院士在兩會上説，經過10-15年的時間，量子通信工程將走進千家萬户。他同時又在許多場合表示過量子通信“無條件安全”。這些話合在一起不符合常識，因為任何國家都不會允許一種“無條件保密”的技術進入千家萬户，這顯然會被反政府、恐怖分子利用，構成對國家安全的挑戰。公眾甚至媒體對這樣的説法感到疑惑是正常的。

其實，這個問題不難解釋清楚。傳統密碼系統可以保證“信道安全”，但不能保證“信源安全”，量子加密也不能解決“信源安全”的問題，“無條件保密”在技術上本來就做不到，千家萬户用互聯網、用計算機等智能設備，總是會有安全隱患的。

此外，這位院士接受央視專訪時還説目前的技術可以做到“看清木星軌道上的車牌”，央視記者也感到驚訝。有人後來查到，看清木星軌道上的車牌的説法是美國伊利諾大學香檳分校的物理學家Paul Kwiat打的比方，是對未來的設想，並不是目前人類能在實驗室實現的技術。

除了面對公眾科普時要經受質疑，量子通信的上市企業也要給股民交代。九州量子已經上市，國盾量子將要上市，還有一些上市公司比如三力士在量子通信業務方面與國內量子團隊開展合作。即便量子通信的工程細節因為各種原因無法公開，也應該由獨立的信息安全專家、密碼專家進行評估審核，給出報告。國家應該儘快出台政策法規，在行業內形成規範。

區分了這三個層面的質疑後，對於國內量子通信團隊來説，最重要的是從已經高度政治化、產業化的宣傳中回到科學實驗的本位，不要急於讓一項科學實驗工作承載過多政治要求和產業資本的任務，如果設立的目標過大，公眾的期待過高，需要回應的質疑聲音只會越來越多。

此前，一些實驗裝置，比如超級對撞機中國是否要建，12米光學望遠鏡中國怎麼建，通過媒體，中國科學界都進行了質疑與回應質疑的學術爭論，起到了很好的科普效果。對量子通信京滬幹線的質疑和討論，當然也應該積極看待。

中國在“量子通信”領域取得的科研成果值得肯定，但在實驗室中開展科研與建設成熟、可行、高效的工程項目有很大區別。

近期，我們將會陸續刊出一組文章，對“量子通信”的工程項目（以京滬幹線為代表）進行建設性的質疑和批評，希望由此引起理性和熱烈的討論，讓更多的人對“量子通信”能有全面和深入的瞭解。我們更希望有關領域的專家能夠站出來，提出質疑或回應質疑，把我國的科學“質疑精神”帶動起來。