量子密码术与传统的密码系统不同，它依赖于物理学作为安全模式的关键方面而不是数学。实质上，量子密码术是基于单个光子的应用和它们固有的量子属性开发的不可破解的密码系统，因为在不干扰系统的情况下无法测定该系统的量子状态。理论上其他微粒也可以用，只是光子具有所有需要的品质，它们的行为相对较好理解，同时又是最有前途的高带宽通讯介质光纤电缆的信息载体。如今所说的量子密码特指利用量子纠缠态的一对相互纠缠的粒子之间“神秘”的相互关联来产生密钥，如果有第三方介入，这种关联就一定会被破坏，就一定能被发现，然后让此次产生的密钥作废，再重新来过。仅当只有当事双方参与时，密钥才能顺利产生，亦即此密钥的产生绝不会被第三方知晓，以达到保密的目的。有第三方介入，密钥就不能产生——这是量子密码的核心。

我国量子技术已经领先他国20年，为何有人会这么说？

据NIST官方网站2006年4月18日报道，美国商务部国家标准与技术研究院（NIST）的科学家在光纤内获取了基于量子物理学原理的速度最快的“不可破译”编码的原始代码，这项工程在18日的奥兰多SPIE国防与安全研讨会上公布，从而向利用常规高速网络（包括广域因特网和局域网）传输超安全视频迈出了坚实的一步。

国家标准与技术研究院研发的量子密钥分配（QKD）系统在不同的方向利用单一的光子，即光束的最小粒子，产生连续的二进制编码，或者称作“密钥”，来提供加密信息。量子加密的原理就是删除任何中途截取者，从而保证绝对安全的密钥交换。通过实验室系统，科学家首先在长1公里的光纤中以超过每秒400万比特的速率产生原始密钥，这个速度是上个月NIST报道的最快速度的两倍。接下来在长4公里的光纤中，尽管速度有些缓慢，但系统还是成功地获得了密钥。达到最高速度的错误几率只有3.6％，这一几率被认为是相当低了。下一步是对原始密钥进行处理，使用NIST自主研发的技术对错误进行纠正，并进一步增加私密性，然后在原始速度减半的情况下产生密钥，即每秒200万比特。

先前NIST使用在1公里光纤中以每秒100万比特的速度运作的量子密钥分配系统产生的密钥，加密、传输和解密因特网质量的视频流。据论文的作者NIST物理学家肖唐介绍，使用两倍或更快速度产生的密钥，通过相同的纠误和增密方式，将会对更高分辨率的视频信号进行实时的加密解密。肖唐说：“这就是我们全力以赴在我们实验室建造的高速量子系统的原型，在这个系统建成以后，我们就可以同时观看来自不同地方的两台摄像机拍摄的经过量子密钥分配系统加密的视频信号。”

高速量子密钥分配系统可以运用于远程敏感视频的发送，如卫星图片、知识产权、个人卫生保健和财政数据等贵重商业资料。此外，高安全性的通讯在军事行动中也必不可少，可以同时供大量指挥官同时使用，并提供安全的数据库和多媒体演示。

随着中国的崛起，这一次能制定国际标准的国家已经成为了中国。根据日本媒体6月26日报道，中国提出的制定量子密码安全国际标准已经获得了国际标准化组织（ISO）批准，预计在2019年秋季，国际标准的基准方案就会正式确立，也基本奠定了该领域标准将由中国说算了的地位。如今量子技术已经成为一个新兴的、快速发展的技术领域，而在量子技术方面，中国早已领跑全球。2016年，中国首次发射了由量子技术打造的墨子号科学实验卫星。2017年，中国开通了世界首条量子保密通信干线。2018年，中国向ISO提出了制定评估安全性的国际标准文件，并在2019年2月顺利通过。

量子技术不仅具有极高的效率，还十分的安全，这也是量子技术成为国际上信息科学研究热点的原因之一。实际上，最早进行量子技术研究的并不是中国，而是西方国家。不过我国后来在量子技术研究方面投入了大量的精力，最后才拉开了与西方国家的差距。随着量子技术的发展，西方才开始认识到该领域的重要性，美国甚至表示中国不应该独自拥有这项技术，认为中国在量子技术方面所带来的威胁完全不亚于核武器。虽然美国此举十分无礼，但这也从侧面显示出了中国在量子技术方面的成就。

此前据美国《物理评论快报》网站报道，上海交通大学金贤敏团队研制出了全球首个轨道角动量波导光子芯片。这是首次在光芯片内制备出可携带光子自由度的光波导，并实现光子在波导内高效和高保真地传输。最新研究作为亮点文章在网站首页被重点推荐，有望在光通信和量子计算等领域“大显身手”。

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