近年来,谍战剧热播我国荧屏,围绕着夺取情报、破译密码,一个个斗智斗勇的故事,吸引了无数观众的眼球。然而很多人并不知道,随着量子信息技术的发展,密码通讯正在迎来划时代的变化,一种永远无法破译的密码或将在不远的未来登上军事斗争舞台。
量子密码就是通过将信息隐藏在激光器发射出来的光粒子或光子中来保证“牢不可破”的安全性。在这种密码学形式中,量子力学被用来随机生成一个密钥。
在这个网络攻击和电子监视无处不在的时代,中国量子科学实验卫星将永久改变加密学,有效破解各个国家绞尽脑汁的通信安全难题。量子通信网络打造完成之后,中国就可以实现在地面上任意两个地方进行量子通信的目标。
量子信息被认为是可能改变世界的全球下一代通信和计算机技术的基础性和战略性问题。量子通信区别现有通信的最典型特征就是其无可比拟的安全性。
单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解。基于量子物理这一基本原理,量子通信可以确保身份认证、传输加密以及数字签名等无条件安全,近而实现根本上、永久性解决信息安全问题的目标。
信息网络高度发达的信息时代,人们对现代通信的依赖程度逐步加深,但不断发生的窃听和监听事件,又让人们对毫无安全可言的现代通信十分头疼。斯诺登事件让全世界都意识到了,面对现代通信窃密技术,每个人都成了毫无隐私可言的“透明人”,安全便捷通信技术成为大家共同期盼。
众所周知,目前通信领域大部分技术标准由美国等西方国家制定,大部分核心技术掌握在西方国家手中。现有通信体系中,中国基本没有什么话语权,不仅大量利润眼睁睁被西方公司拿走,而且事关国家核心利益的通信安全,难以得到保障。
中国量子科学实验卫星将永久改变加密学,有效破解各个国家绞尽脑汁的通信安全难题。量子通信网络打造完成之后,中国就可以实现在地面上任意两个地方进行量子通信的目标。届时,中国不仅可以摆脱通信领域安全受制于人的窘境,而且能够给国家重要通信信息,安装一把功能强大的“安全锁”,实时发现潜在的网络攻击行为,帮助中国打造一张坚不可摧的通信网络,确保中国牢牢掌握信息安全主动权。
中国量子实验卫星发射在即
科学社会学的奠基人贝尔纳曾说:“科学与战争一直是极其密切地联系着的。
中国将打造量子通信网络
美国媒体更认为,“也许没有多少人会认为中国军力可能将在未来10至20年内超越美国,但是军事力量的竞赛是动态的,特别是依赖于新技术的发展竞争,如果解放军将光量子通讯技术大面积推广并实战化,美国的优势就会大幅缩小”。
中国将于七月发射人类首颗量子通讯试验卫星,这意味着,中国将先于欧美拥有量子通信覆盖全球的能力。其背后的军事和战略意义有多重大,大家可想而知。
要进行基础研究,离不开宏大的科学工程。大科学工程被称为“国之利器”,是建设科技强国必需的标志性技术、标志性工程。
同时,这些工程从世界范围来看也已进入世界先进行列,有的科研成果已然惊艳世界。
1、世界最大射电望远镜FAST
FAST射电望远镜是世界上最大的射电望远镜(全称是500米口径球面射电望远镜,Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,简称FAST)。
FAST的确很牛!牛到什么程度呢?我们且往下看。
FAST是利用贵州喀斯特地区的洼坑作为望远镜台址, 建造世界第一大单口径射电望远镜,信号接收面积足有30个标准足球场那么大。这样工程的想象力和宏大程度让人震撼!
目前,FAST工程已进入收尾,预计今年9月将投入使用。中国科学家与工程师们设计并建造这个“观天巨眼”,总计使用4450块镜片,总重超2000吨,将成为中国乃至世界的新科技奇迹。
如果这么说还觉得不够牛,那么我们不如横向比较一下。中国的FAST与号称“地面上最大的机器”德国波恩100米望远镜相比,灵敏度提高约10倍。 专家表示,FAST将在未来20-30年内保持世界一流设备的地位。
2、“人造太阳”核聚变装置
能源问题是人类面临的主要课题之一,应对气候变化的《巴黎协定》刚刚签署。如何为人类提供可持续的清洁能源?“人造太阳”工程就是为了找到这个问题的答案。可能很多人不知道啥是核聚变,那总知道核裂变吧?人类现在用的核电技术就是核裂变原理。但是,核聚变比核裂变更牛。为什么牛呢?根本原因在于,它有三大优势:
(1)核聚变释放的能量比核裂变更大。
(2)无高端核废料,可不对环境构成大的污染。
(3)燃料供应充足,地球上重氢有10万亿吨(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油)。
这意味着,核聚变一旦成功,不但可以大幅降低能源成本,还环保且燃料供应极其充足。所以,这一技术对能源来说将是革命性的!
作为国家大科学工程项目,“人造太阳”热核聚变装置(EAST)于1998年立项,建设历时8年、耗资近2亿元,2006年9月28日在安徽合肥首次放电成功。之后,该试验装置的研制获2008年度国家科技进步一等奖。EAST的成功运行受到国内外专家的高度评价,他们称赞“EAST是世界聚变工程的非凡业绩,是世界聚变能源开发的杰出成就和重要里程碑”。
目前,由欧盟、美、日、俄、中、韩、印七方共同承担的国际热核聚变实验堆(ITER)计划,是全球规模最大、影响最深远的国际科技合作项目之一。该项目总投资几十亿欧元,中国投资额占9%。EAST虽然规模比ITER小,但EAST使用了与ITER类似的先进技术。更为重要的是,EAST至少比ITER早投入实验运行10年至15年,将为ITER计划积累宝贵经验。
如果EAST项目最终获得成功,人类将拥有像太阳一样取之不尽用之不竭的清洁能源。
3、上海同步辐射光源装置
上海光源工程座落在上海浦东张江高科技园区。 2004年1月7日,上海光源项目建议书正式获批,项目总投资12.4亿。2010年1月19日,上海光源项目通过国家验收。上海光源到底是个什么工程?通俗来讲,上海光源是我国自主研制的第一台第三代同步辐射装置,它所产生的同步辐射光可以看得到细胞的结构、生物体的结构或者材料的结构等 。
比如大家都在医院照过X光,它可以把肉眼看不到的人体内部情况看清楚,而同步辐射光和医院的X光还有很大区别。
它的亮度可以达到我们平时用的X光的上百亿倍,使人们能够在原子和分子尺度上观察物质的微观世界。正因为如此,修复故宫精细文物、剖析病毒复杂机理、打造高铁高强度外壳……这些看起来不相干的领域,都能借助这一道神奇之光完成。
4、大亚湾中微子实验室
大亚湾反应堆中微子实验装置建在广东大亚湾核电站附近的山洞内,其目标是探测核电站反应堆在发电时的自然产物--中微子。 2003年,中国科学院高能物理研究所的科研人员提出设想,利用我国大亚湾核反应堆群产生的大量中微子,来寻找中微子的第三种振荡。2012年3月,实验室宣布发现新的中微子振荡模式,这是中国诞生的一项重大物理成果,被称为中微子物理的一个里程碑。
专家表示,这一成果将有助于破解宇宙中的“反物质消失之谜”。 根据宇宙大爆炸理论,宇宙起源于大约137亿年前的一次大爆炸。在宇宙诞生之初,能量转化为同样多的正物质与反物质,这两种物质相遇会发生剧烈爆炸,转化为能量,并归于湮灭。但目前宇宙中的天体均为正物质,没有发现反物质天体,也没有观测到正反物质相遇时发生的猛烈爆炸。因此,这个实验室做的基础研究对于了解宇宙起源的秘密非常有价值。
5、云南种质资源库物
云南省有高等植物16000多种,约占全国的50%;脊椎动物有1704种,约占全国的55%;昆虫种类有100500种,约占全国的67%。在云南建立野生生物种质资源库,是实施生物多样性保护和可持续发展战略的一项重大科学基础建设,是重要的国家利益所在,将对我国生物技术产业的发展、未来所面临的国际资源竞争,对确保国家种质资源的安全具有重大科学意义。
2004年3月,国家发改委同意建设中国西南野生生物种质资源库,并将该项目列入国家重大科学工程建设计划,项目总投资1.48亿元,2009年11月24日通过国家验收。
该库建成了具有重要国际影响的野生生物种质资源保藏设施,保藏能力达到国际领先水平,并具有不可替代性,已成为世界上两个按国际标准建立的野生生物种质资源保藏设施之一。该库目前已收集、保存了约4千种、2万份野生植物种子库,并正式备份保存来自英国皇家植物园千年种子库及世界混农林业中心(ICRAF)的种子。
另外,中国正在计划建造一个世界最大的粒子对撞机。据美国媒体报道,在国际合作者支持下,中国科学院高能物理研究所的科学家正计划到2028年建造一个“希格斯粒子工厂”。那将是一个长52公里的地下环路,它能使正负电子发生对撞。这些基本粒子的碰撞将使得人们能以更高的精确度研究希格斯玻色子。该对撞机的精确度将高于欧洲核子研究中心规模较小的大型强子对撞机。一旦建成,中国将打破美欧在该领域的垄断地位。
可以预见,未来中国将会有更多大型基础科研的工程诞生,经济发展了,中国正在基础科学领域加快对西方的追赶速度。
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