质疑量子通信，对弥补“中国科学精神短板”是好事

【本文为科工力量将推出的系列文章序言】

6月6日，科技日报头版刊登了两篇文章，标题分别是《质疑缺位：科学精神的中国短板》和《发展离不开质疑，进步离不开批判》，其舆论导向已经非常清楚了。正如文章所说，质疑是科学精神不可分割的一部分。但在中国科技界，似乎缺乏这样的习惯。

中国科技近年来发展迅速，许多新概念也层出不穷，也有一些工程上并不成熟的老概念被反复炒作，比如“量子计算机”、“可控核聚变”等。对于新生事物，网上有质疑是正常现象。但是在一家博客网站上，一些对“量子通信”这样的新事物进行质疑的文章被屏蔽，一些学者的博客甚至被封，而《张双南：质疑是目前中国科技界最缺乏的精神》这篇文章在6月6日正好被刊登在该网站首页头条。

以受到许多质疑的量子通信为例，质疑有很多层面。

第一种是学术争议的层面。比如量子力学的基础问题，爱因斯坦这样的科学大师也有质疑，爱因斯坦的思想启发了贝尔，设计了实验来判定，而基于量子纠缠态的量子通信（量子隐形传态）也是在贝尔实验的基础上应运而生的。某种意义上可以说，“量子通信”起源于对量子力学的怀疑。近年来，无漏洞贝尔实验，各种量子隐形传态实验，从地面做到墨子号卫星上，但许多科普文章没有说，这背后的思想，要感谢贝尔，要感谢爱因斯坦的质疑。

贝尔实验被科学家反复做，中国学者也参与的“大贝尔实验”（the Big Bell Test）全球招募3万志愿者做，一次次登上权威期刊，中国学者还提出要在中国的载人登月计划中，一个人在地球、一个人在月球做。这些工作当然很有意义，但是并没有提出新的物理理论，也没有给出对爱因斯坦困惑的“超距作用”的解释，一位主导这些工作的著名院士在接受采访时说，自己并不懂量子力学，恐怕也是因为困惑没有消除。

从这个角度来看，科学界不能止步于这些实验，对量子物理的深入了解也需要更多思想交流。回过头看，一位反复发文章对“超距作用”持否定怀疑态度的北大物理学退休教授，他的个人博客被全部封掉，这样的做法就值得商榷。即便他的观点很可能是错的，但只要文章仅是学术性争论，就不要再去屏蔽那些放于他自己博客中的文章，包括别的学者在该网站博客中的质疑文章也是如此，中国科学界应该具有足够的自信和宽容。

第二种是工程技术的层面。如今中国上马的量子通信京沪干线等工程，应该允许社会各界对工程的可行性、必要性提出合理的疑问，给大家一个交代。和前面说的学术实验不同，这些量子通信工程不是基于纠缠态，而是基于偏振态的量子密钥分发。这些工程真正与量子过程有关的仅仅是密钥分发，而不是通信，因此严格来说只是量子加密。工程不是科学实验，要考虑可行性和必要性，通信密码工程已经是很成熟的领域，要在这个成熟领域另起炉灶，做物理实验的科学家必然要面对通信和密码学行业内的质疑，这是最起码、再正常不过的事情。

RSA 2017大会上，RSA三巨头之一的Adi Shamir教授就对量子计算系统与量子加密技术表达了不屑，认为不会浪费精力考虑这些。密码学的权威认为公钥密码足够安全，这已经是对量子加密工程必要性的质疑。诚然，这不是否定量子加密的全部理由，新技术的出现，总会遭到各种否定。但是国内做量通工程的专家，对上马京沪干线这样大的工程，并计划再建更多线路，确实应该多听听密码学界的意见，因为量子加密工程是在传统信道中传输信息的，使用的也是传统的加密解密算法，传输量子密钥目前也需要反复转化成传统电讯号。所谓的“量子通信”仅提供了传统密码系统中密钥分发的一种新方案而已。所以“量子通信”与传统密码也根本不是“火车”和“马车”的关系。

中兴事件让大家意识到，中国互联网和信息产业的核心技术受制于人，首先在于计算机等智能设备的基础软硬件，包括CPU和操作系统，这些领域的信息安全问题尤为迫切，今年初，英特尔的“熔断和幽灵”事件也让大家警醒，信息安全的链条中，中国的燃眉之急在哪里，短板在哪里。

量子通信京沪干线合肥总控中心，屏幕显示正在运行微软公司的视窗操作系统，可以判断使用的很可能也是英特尔的微处理器。

首个量子密钥分发协议是国外学者提出的，但30多年过去了，他们并没有急于从实验室走到大型工程项目，更没有上市的产业公司，其中原因值得深思。

第三种是公众媒体的层面。科学家在面向公众进行科普的时候，不仅要态度严谨，也应该回应公众的困惑。一位著名院士在两会上说，经过10-15年的时间，量子通信工程将走进千家万户。他同时又在许多场合表示过量子通信“无条件安全”。这些话合在一起不符合常识，因为任何国家都不会允许一种“无条件保密”的技术进入千家万户，这显然会被反政府、恐怖分子利用，构成对国家安全的挑战。公众甚至媒体对这样的说法感到疑惑是正常的。

其实，这个问题不难解释清楚。传统密码系统可以保证“信道安全”，但不能保证“信源安全”，量子加密也不能解决“信源安全”的问题，“无条件保密”在技术上本来就做不到，千家万户用互联网、用计算机等智能设备，总是会有安全隐患的。

此外，这位院士接受央视专访时还说目前的技术可以做到“看清木星轨道上的车牌”，央视记者也感到惊讶。有人后来查到，看清木星轨道上的车牌的说法是美国伊利诺大学香槟分校的物理学家Paul Kwiat打的比方，是对未来的设想，并不是目前人类能在实验室实现的技术。

除了面对公众科普时要经受质疑，量子通信的上市企业也要给股民交代。九州量子已经上市，国盾量子将要上市，还有一些上市公司比如三力士在量子通信业务方面与国内量子团队开展合作。即便量子通信的工程细节因为各种原因无法公开，也应该由独立的信息安全专家、密码专家进行评估审核，给出报告。国家应该尽快出台政策法规，在行业内形成规范。

区分了这三个层面的质疑后，对于国内量子通信团队来说，最重要的是从已经高度政治化、产业化的宣传中回到科学实验的本位，不要急于让一项科学实验工作承载过多政治要求和产业资本的任务，如果设立的目标过大，公众的期待过高，需要回应的质疑声音只会越来越多。

此前，一些实验装置，比如超级对撞机中国是否要建，12米光学望远镜中国怎么建，通过媒体，中国科学界都进行了质疑与回应质疑的学术争论，起到了很好的科普效果。对量子通信京沪干线的质疑和讨论，当然也应该积极看待。

中国在“量子通信”领域取得的科研成果值得肯定，但在实验室中开展科研与建设成熟、可行、高效的工程项目有很大区别。

近期，我们将会陆续刊出一组文章，对“量子通信”的工程项目（以京沪干线为代表）进行建设性的质疑和批评，希望由此引起理性和热烈的讨论，让更多的人对“量子通信”能有全面和深入的了解。我们更希望有关领域的专家能够站出来，提出质疑或回应质疑，把我国的科学“质疑精神”带动起来。