《科学美国人》评2016年十大创新技术：碳呼吸电池、量子卫星、万能抗病毒药…… ...

<p>　　“改变世界”这个词已经被用滥了，但对晶体管、万维网和手机这类发明，要形容其撼动世界历史的影响力，还有别的合适词语吗？的确有一些创新改变了历史的方向。本文介绍的碳呼吸电池、手术机器人、量子卫星和另外七种创新能否产生相似的效果呢？现在下结论还为时尚早。大多数创新方案最终都失败了，最伟大的创意往往也伴随着最高的风险。但一个创意从引人发笑到变成大势所趋，往往用不了多长时间。而其中有一些，显然会带来变革。</p><p>　　——《科学美国人》编辑部</p><p>　　<strong>量子卫星</strong></p><p>　　量子密钥的天基传输可能会让“不可攻破”的互联网变为现实。</p><p>　　要建立绝对安全的加密方法，并不需要比铅笔和纸更高级的技术：只要选择一串随机的字符和数字，用作加密信息的密钥。把这个密钥写在一张纸上，用一次之后把纸烧掉就行。关键是要确保没有人能拦截或篡改密钥。而在互联网上，窃取或篡改密钥的事情一直没断过。量子密钥分发（Quantum-key distribution，QKD）可以解决这个问题，该方法会从纠缠光子中生成一个一次性密钥。纠缠光子即量子状态相关联的光子，如果其中一个光子受到扰动，另一个光子也会立即受到影响，无论它们之间的距离有多远。量子密钥分发的问题是，没人知道如何长距离传输纠缠光子。然而今年8月，中国科学院成功将世界第一颗量子卫星送入轨道，为解决这个问题迈进了一大步。</p><p>　　中国科学院的项目名为量子科学实验卫星（QUESS），是与奥地利科学院合作的项目。该项目利用卫星向中国境内相距1200千米的两个观测站传输量子密钥，这一距离是目前最远传输纪录的8倍。原纪录是由《科学美国人》顾问、奥地利物理学家安东·蔡林格（Anton Zeilinger）的团队于2012年创造的。天基平台（space-based platform）是长距离传输的唯一选择，蔡林格说：“地面上找不到能看到1000千米之外的地方。”现在，蔡林格正与他从前的学生、QUESS项目首席科学家潘建伟合作。</p><p>　　如果中国研究人员创造了量子密钥传输距离的新纪录，那么未来的卫星就能提供一个轨道平台，建立起不可攻破的“量子互联网”，物理定律可以确保加密数据包的绝对安全。蔡林格解释说：“我们希望能建立洲际量子通信，这不再只是个科幻概念，而是未来的计算机彼此沟通的一般方式。”</p><p align="center"> </p><br />