英国量子科技初创公司Arqit有望在两年内使用卫星在全球范围内提供牢不可破的量子加密密钥。最近，Arqit宣布与美国国防巨头诺思罗普·格鲁曼公司和英国电信巨头BT达成合作，其目标是在2023年从英国康沃尔航天港使用维珍轨道公司的LauncherOne火箭发射两颗量子密钥分发卫星。

Arqit董事长兼创始人David Williams说：“光纤的问题在于，在大约300公里以上的时候，虽然可以传输一些量子信息，但速度会低于每秒1比特。在一个谈论每秒兆比特或千兆比特的世界里，这不是一个实用的产品。为了在全球范围内进行QKD通信，唯一的解决方法是使用卫星。”

在真空的太空中，可以将携带信息的光子轻松传输数百公里的距离。Williams表示，在700公里高度运行的卫星，例如Arqit的QKD卫星，可以实现到地球的高质量传输。并称Arqit在推出商业量子密钥分发服务方面遥遥领先于世界。

这家初创公司于2023年发射两个QKD卫星的计划只是其解决方案的一部分。根据Williams的说法，该公司已经通过使用特殊的光纤电缆实现了区域商业量子密钥分发服务，解决了量子密钥分发的一个老难题。

Williams说，“在已知的卫星QKD协议中都存在一个大问题，即你可以在全球范围内以不信任的方法发送密钥”。不可信共享是因为发送方和接收方之间没有任何可信任的基础设施。这意味着量子加密密钥永远无法转换为数字加密的普通0和1，因为经典数据可能会被黑客入侵。

“问题在于，现在使用的都是BB84量子密钥分发协议。如果你想在伦敦和纽约之间发送密钥，那么发送方和接收方都可以从太空到地球传输的量子安全中受益。但当卫星飞越大西洋时，它会将密钥存储在船上的普通存储设备中，这可能会被黑客入侵”。

Williams补充说，卫星可以立即将量子加密密钥发送给接受者，而不是将其存储在船上。但这仅适用于特定距离，卫星必须同时看到发送者和接受者。所以需要使用像Arqit这样的低地球轨道QKD卫星，它们离地面的距离将只有大约700公里。

Arqit的董事会中有一些密码学的重量级人物，包括被称为“SSL之父”的Taher Elgamal，SSL是一种被广泛使用的保护互联网流量的安全协议，他还发明了一种全新的量子密钥分发协议。Williams称，该协议克服了不可信与全球分发的问题。他说：“通过我们的‘ARC19’量子密钥分发协议，卫星可以在全球范围内分发密钥，而且卫星永远不会记住密钥”。然而，他表示无法透露该专利协议的工作原理。

QKD在全球安全研究人员的议程上占据重要位置。当前计算机日益增强的数据处理能力使传统的数字加密密钥变得更加脆弱。能够进行大量并行运算的量子计算机也是科技发展的必然。这引发了人们对传统数字加密在未来无法满足安全需求的担忧。这就是为什么国内外的科技企业和政府机构都在大力发展量子通信技术的原因。（编译:Qtech）