打一通隻有你我知道的量子密信，需要幾步？
作者／ IT時報記者 郝俊慧
編輯／ 錢立富 孫妍
公元前的古希臘斯巴達城邦，有一種神奇的圓木棍，一條可以書寫的牛皮帶按照特殊的紋理纏繞其上，當牛皮帶從木棒上解下，上面的文字就變成錯亂無章的字元。戰争中，如果沒有另一條有着同樣直徑和紋理的木棍，即便敵軍拿到了這條牛皮帶，也無法獲悉傳遞的資訊。
千年前，“斯巴達棒”以樸素的實體位移加密法印證了一點：資訊安全是人類社會進入文明時代後的必然需求。千年後，進入數字時代的人們面臨更為迫切的資訊安全保障，而中電信量子集團的量子密信業務給出了目前最為安全的回答。
作為量子通信産業落地的重要應用之一，量子密信已在全國多個城市啟動規模推廣。2023年11月，中電信量子集團推出新的“量子密信”App，進一步降低了普通人體驗量子通信的門檻，隻要一張量子密鑰SIM卡、一部安卓手機、一個App，便可以讓你的所有資訊和每一通電話都得到量子加密，真正做到閱後即焚，無懼破解。
量子是狀态而非物質
現代實體學家的宇宙終點，是哲學。
自20世紀初，普朗克提出能量量子化之後，便推開了微觀宇宙的大門，而量子是彈奏這個宇宙最基本的音符。
在微觀世界裡，量子并非真實存在的物質，而是一種狀态。即能量不是連續變化的，而是以離散的、不可再細分的最小機關（能量量子）存在。簡而言之，量子是一種存在狀态，而不是存在本身。
量子糾纏正是一種狀态，無論是光子、電子、原子、離子，還是超導電路中的庫珀對，隻要進入量子糾纏狀态，便如同一對心靈相通的舞伴，無論相隔多麼遙遠，他們的步伐總是默契無間，這是微觀宇宙對“天涯若比鄰”最詩意的诠釋。
圖源：東方IC
“薛定谔的貓”實驗則生動解釋了量子疊加态的特征，在量子世界裡，在未被觀測之前，原子處于衰變和未衰變的疊加态，既有可能發生了衰變，也有可能沒有衰變，而與原子狀态緊密相關的貓也應處于生死疊加态：既死了又活着。直至你打開盒子，原子才會坍縮至确定的唯一狀态。
作為第二次量子革命的三大方向之一，量子通信的基石，正是量子糾纏和量子疊加态原理。由于無法同時精确測定一個粒子的位置和動量，這就意味着任何對量子資訊的非授權觀測都會留下痕迹，進而被合法接收者察覺。而量子糾纏則是兩個或多個粒子之間的一種神奇關聯，無論它們相隔多遠，對其中一個粒子的操作會瞬時影響到其他糾纏粒子的狀态，這種“超距作用”為實作絕對安全的密鑰分發提供了可能。
量子密鑰 讓“竊聽者”無處可聽
2003年，實體學家Jonathan Dowling和Gerard Milburn提出了“第二次量子革命”的概念，聚焦于量子力學原理在更廣泛領域的應用，特别是量子計算、量子通信、量子精密測量等新興技術的發展，目标是通過制造、控制和利用處于量子态的粒子（如光子、原子、離子、超導量子比特等），實作不同于經典系統的編碼和處理資訊方式。
其中，量子通信，尤其是量子密鑰分發（Quantum Key Distribution, QKD），因需控制的比特數量少，是目前最為成熟的量子保密通信技術，并率先進入産業化程序，而中國在這個領域是毫無争議的“領跑者”。
簡單了解，量子密鑰分發的基本原理是通過量子态（通常為光子的偏振态或光子數态）來傳輸密鑰資訊。發送方和接收方通過交換量子态并利用量子力學的性質檢測是否存在竊聽，一旦發現有第三方試圖擷取資訊，雙方會立即察覺并廢棄該部分密鑰。最終，雙方共享一個絕對安全的密鑰，用于加密和解密後續的通信内容。
另一方面，傳統密碼通常基于某個明确的規則，正如“斯巴達棒”一樣，加密解密雙方隻要遵循同一個規則，便可以破解資訊，但風險在于，一旦被有心人擷取到規則，或者使用“窮舉法”暴力破解規則，便很難避免被“竊聽”。而量子密鑰産生利用的是量子随機性特性，即毫無規則，完全實體生成，具有極高的不可預測性。
一對不可預測的密鑰、一種無法被觀測的狀态、“一次一密”的安全機制，使量子密話成為通信領域最堅固的一道安全盾牌。
量子密信 換卡不換号即可使用
盡管量子力學聽起來如此“懸浮”，量子密鑰似乎像“薛定谔的貓”一樣燒腦，但在實際使用中，量子密信卻與任何手機App一樣簡單。
撥打一通隻有你我二人知道的量子密信隻需分三步走：第一步，有一部安卓系統或鴻蒙系統的手機，且支援NFC功能（支援OMA協定）；第二步，雙方都到電信營業廳換一張量子安全SIM卡，隻換卡不換号，同時開通量子密話業務；第三步，下載下傳“量子密信”App并注冊。
量子密信的功能和普通IM工具相仿，不僅支援加密通話，還可以支援撥打加密視訊、建立加密群聊、發送加密檔案、圖檔、音視訊甚至位置、名片、表情等。支援閱後即焚，假設你給對方發送一條加密資訊，可以設定不同的銷毀時間，從30秒至5分鐘不等，資訊便會自動消失。
使用華為Mate 60 Pro定制終端可直接撥打量子密話，打開手機聯系人界面，在正常的小話筒形撥打鍵旁邊，“盾牌+小話筒”圖案，就是啟動“量子密話”的按鍵。點選後，手機螢幕進入呼叫界面，顯示“量子通話呼叫中”，對方接聽後，轉而顯示“端到端量子加密通話中”，通話體驗與正常通話相同，但要求雙方都已經是量子密話使用者，開通了相關服務并換卡。其他安卓機使用者可以通過“量子密信”App撥打量子密話。
使用者每次發起量子密話時，通話會随機抽取晶片内的一個量子密鑰與平台建立連接配接、校驗身份資訊，認證通過後，另外實時生成一個新密鑰作為會話密鑰，認證密鑰與會話密鑰分離，而且一次一密，用後即棄。這樣即使未來量子計算逐漸成熟，竊聽者試圖暴力破解也沒意義。
此外，量子密信還有PC版，且在移動端App和PC端的賬号是統一的，資料可以同步，雙端檔案互傳也可以加密。而且産品中都內建了統一身份認證平台，禁止在應用内截屏、錄屏，自動打水印，屏蔽敏感詞，可以杜絕盜用身份、資訊洩露等風險。
量子安全SIM卡分兩種：大容量卡每張50元，内含約13萬量子密鑰，一般能用4至5年；小容量卡每張4元，内含約1.92萬量子密鑰，一般能用1至2年。