近年來,諜戰劇熱播我國熒屏,圍繞著奪取情報、破譯密碼,一個個斗智斗勇的故事,吸引了無數觀眾的眼球。然而很多人并不知道,隨著量子信息技術的發展,密碼通訊正在迎來劃時代的變化,一種永遠無法破譯的密碼或將在不遠的未來登上軍事斗爭舞臺。
量子密碼就是通過將信息隱藏在激光器發射出來的光粒子或光子中來保證“牢不可破”的安全性。在這種密碼學形式中,量子力學被用來隨機生成一個密鑰。
在這個網絡攻擊和電子監視無處不在的時代,中國量子科學實驗衛星將永久改變加密學,有效破解各個國家絞盡腦汁的通信安全難題。量子通信網絡打造完成之后,中國就可以實現在地面上任意兩個地方進行量子通信的目標。
量子信息被認為是可能改變世界的全球下一代通信和計算機技術的基礎性和戰略性問題。量子通信區別現有通信的最典型特征就是其無可比擬的安全性。
單光子的不可分割性和量子態的不可復制性保證了信息的不可竊聽和不可破解。基于量子物理這一基本原理,量子通信可以確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等無條件安全,近而實現根本上、永久性解決信息安全問題的目標。
信息網絡高度發達的信息時代,人們對現代通信的依賴程度逐步加深,但不斷發生的竊聽和監聽事件,又讓人們對毫無安全可言的現代通信十分頭疼。斯諾登事件讓全世界都意識到了,面對現代通信竊密技術,每個人都成了毫無隱私可言的“透明人”,安全便捷通信技術成為大家共同期盼。
眾所周知,目前通信領域大部分技術標準由美國等西方國家制定,大部分核心技術掌握在西方國家手中。現有通信體系中,中國基本沒有什么話語權,不僅大量利潤眼睜睜被西方公司拿走,而且事關國家核心利益的通信安全,難以得到保障。
中國量子科學實驗衛星將永久改變加密學,有效破解各個國家絞盡腦汁的通信安全難題。量子通信網絡打造完成之后,中國就可以實現在地面上任意兩個地方進行量子通信的目標。屆時,中國不僅可以擺脫通信領域安全受制于人的窘境,而且能夠給國家重要通信信息,安裝一把功能強大的“安全鎖”,實時發現潛在的網絡攻擊行為,幫助中國打造一張堅不可摧的通信網絡,確保中國牢牢掌握信息安全主動權。
中國量子實驗衛星發射在即
科學社會學的奠基人貝爾納曾說:“科學與戰爭一直是極其密切地聯系著的。
中國將打造量子通信網絡
美國媒體更認為,“也許沒有多少人會認為中國軍力可能將在未來10至20年內超越美國,但是軍事力量的競賽是動態的,特別是依賴于新技術的發展競爭,如果解放軍將光量子通訊技術大面積推廣并實戰化,美國的優勢就會大幅縮小”。
中國將于七月發射人類首顆量子通訊試驗衛星,這意味著,中國將先于歐美擁有量子通信覆蓋全球的能力。其背后的軍事和戰略意義有多重大,大家可想而知。
要進行基礎研究,離不開宏大的科學工程。大科學工程被稱為“國之利器”,是建設科技強國必需的標志性技術、標志性工程。
同時,這些工程從世界范圍來看也已進入世界先進行列,有的科研成果已然驚艷世界。
1、世界最大射電望遠鏡FAST
FAST射電望遠鏡是世界上最大的射電望遠鏡(全稱是500米口徑球面射電望遠鏡,Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,簡稱FAST)。
FAST的確很牛!牛到什么程度呢?我們且往下看。
FAST是利用貴州喀斯特地區的洼坑作為望遠鏡臺址, 建造世界第一大單口徑射電望遠鏡,信號接收面積足有30個標準足球場那么大。這樣工程的想象力和宏大程度讓人震撼!
目前,FAST工程已進入收尾,預計今年9月將投入使用。中國科學家與工程師們設計并建造這個“觀天巨眼”,總計使用4450塊鏡片,總重超2000噸,將成為中國乃至世界的新科技奇跡。
如果這么說還覺得不夠牛,那么我們不如橫向比較一下。中國的FAST與號稱“地面上最大的機器”德國波恩100米望遠鏡相比,靈敏度提高約10倍。 專家表示,FAST將在未來20-30年內保持世界一流設備的地位。
2、“人造太陽”核聚變裝置
能源問題是人類面臨的主要課題之一,應對氣候變化的《巴黎協定》剛剛簽署。如何為人類提供可持續的清潔能源?“人造太陽”工程就是為了找到這個問題的答案。可能很多人不知道啥是核聚變,那總知道核裂變吧?人類現在用的核電技術就是核裂變原理。但是,核聚變比核裂變更牛。為什么牛呢?根本原因在于,它有三大優勢:
(1)核聚變釋放的能量比核裂變更大。
(2)無高端核廢料,可不對環境構成大的污染。
(3)燃料供應充足,地球上重氫有10萬億噸(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產生的能量相當于300升汽油)。
這意味著,核聚變一旦成功,不但可以大幅降低能源成本,還環保且燃料供應極其充足。所以,這一技術對能源來說將是革命性的!
作為國家大科學工程項目,“人造太陽”熱核聚變裝置(EAST)于1998年立項,建設歷時8年、耗資近2億元,2006年9月28日在安徽合肥首次放電成功。之后,該試驗裝置的研制獲2008年度國家科技進步一等獎。EAST的成功運行受到國內外專家的高度評價,他們稱贊“EAST是世界聚變工程的非凡業績,是世界聚變能源開發的杰出成就和重要里程碑”。
目前,由歐盟、美、日、俄、中、韓、印七方共同承擔的國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃,是全球規模最大、影響最深遠的國際科技合作項目之一。該項目總投資幾十億歐元,中國投資額占9%。EAST雖然規模比ITER小,但EAST使用了與ITER類似的先進技術。更為重要的是,EAST至少比ITER早投入實驗運行10年至15年,將為ITER計劃積累寶貴經驗。
如果EAST項目最終獲得成功,人類將擁有像太陽一樣取之不盡用之不竭的清潔能源。
3、上海同步輻射光源裝置
上海光源工程座落在上海浦東張江高科技園區。 2004年1月7日,上海光源項目建議書正式獲批,項目總投資12.4億。2010年1月19日,上海光源項目通過國家驗收。上海光源到底是個什么工程?通俗來講,上海光源是我國自主研制的第一臺第三代同步輻射裝置,它所產生的同步輻射光可以看得到細胞的結構、生物體的結構或者材料的結構等 。
比如大家都在醫院照過X光,它可以把肉眼看不到的人體內部情況看清楚,而同步輻射光和醫院的X光還有很大區別。
它的亮度可以達到我們平時用的X光的上百億倍,使人們能夠在原子和分子尺度上觀察物質的微觀世界。正因為如此,修復故宮精細文物、剖析病毒復雜機理、打造高鐵高強度外殼……這些看起來不相干的領域,都能借助這一道神奇之光完成。
4、大亞灣中微子實驗室
大亞灣反應堆中微子實驗裝置建在廣東大亞灣核電站附近的山洞內,其目標是探測核電站反應堆在發電時的自然產物--中微子。 2003年,中國科學院高能物理研究所的科研人員提出設想,利用我國大亞灣核反應堆群產生的大量中微子,來尋找中微子的第三種振蕩。2012年3月,實驗室宣布發現新的中微子振蕩模式,這是中國誕生的一項重大物理成果,被稱為中微子物理的一個里程碑。
專家表示,這一成果將有助于破解宇宙中的“反物質消失之謎”。 根據宇宙大爆炸理論,宇宙起源于大約137億年前的一次大爆炸。在宇宙誕生之初,能量轉化為同樣多的正物質與反物質,這兩種物質相遇會發生劇烈爆炸,轉化為能量,并歸于湮滅。但目前宇宙中的天體均為正物質,沒有發現反物質天體,也沒有觀測到正反物質相遇時發生的猛烈爆炸。因此,這個實驗室做的基礎研究對于了解宇宙起源的秘密非常有價值。
5、云南種質資源庫物
云南省有高等植物16000多種,約占全國的50%;脊椎動物有1704種,約占全國的55%;昆蟲種類有100500種,約占全國的67%。在云南建立野生生物種質資源庫,是實施生物多樣性保護和可持續發展戰略的一項重大科學基礎建設,是重要的國家利益所在,將對我國生物技術產業的發展、未來所面臨的國際資源競爭,對確保國家種質資源的安全具有重大科學意義。
2004年3月,國家發改委同意建設中國西南野生生物種質資源庫,并將該項目列入國家重大科學工程建設計劃,項目總投資1.48億元,2009年11月24日通過國家驗收。
該庫建成了具有重要國際影響的野生生物種質資源保藏設施,保藏能力達到國際領先水平,并具有不可替代性,已成為世界上兩個按國際標準建立的野生生物種質資源保藏設施之一。該庫目前已收集、保存了約4千種、2萬份野生植物種子庫,并正式備份保存來自英國皇家植物園千年種子庫及世界混農林業中心(ICRAF)的種子。
另外,中國正在計劃建造一個世界最大的粒子對撞機。據美國媒體報道,在國際合作者支持下,中國科學院高能物理研究所的科學家正計劃到2028年建造一個“希格斯粒子工廠”。那將是一個長52公里的地下環路,它能使正負電子發生對撞。這些基本粒子的碰撞將使得人們能以更高的精確度研究希格斯玻色子。該對撞機的精確度將高于歐洲核子研究中心規模較小的大型強子對撞機。一旦建成,中國將打破美歐在該領域的壟斷地位。
可以預見,未來中國將會有更多大型基礎科研的工程誕生,經濟發展了,中國正在基礎科學領域加快對西方的追趕速度。
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