英国皇家学会院士、中国科学院外籍院士Artur Ekert教授做客“大师论坛”
7月14日,英国皇家学会院士、中国科学院外籍院士、英国牛津大学及新加坡国立大学教授Artur Ekert应邀做客我校“大师论坛”,在东区水上报告厅作题为“Information Security in the Quantum Age(量子时代的信息安全)”的学术报告。校党委副书记周丛照出席活动并为Artur Ekert教授颁发纪念证书,合肥微尺度物质科学国家研究中心张强教授主持报告会。

报告伊始,Ekert教授表示,中国科大绿树成荫的环境和浓厚的学术氛围令他倍感亲切。他认为,这里不仅是一所具有国际影响力的大学,也是一个能让人自在思考、讨论科学问题的特别场所。随后,他以“贝尔不等式:从好奇心到安全性——探索安全通信的极限”为主线,讲述量子物理基础研究如何与现代密码学相结合,并最终发展出量子密码学和设备无关量子密钥分发等前沿方向。
Ekert教授指出,自然本身并不存在人为的学科边界,越来越多的重要问题恰恰产生于不同学科的交汇处。量子密码学正是一个典型例子,它由两条独立的历史线索交织而成:一条是由好奇心驱动的量子物理基础研究,涵盖了从爱因斯坦对量子力学统计性描述的质疑、贝尔不等式的提出,到量子非定域性和内禀随机性验证的探索;另一条则是密码学与信息安全的发展,包括古典密码、机械加密装置、现代密码系统等。在回顾密码学时,Ekert教授指出,理论上完美安全的经典加密方法“一次一密”长期受困于“密钥分发”难题,即如何让相隔两地的通信双方获得相同、随机且不被第三方掌握的密钥。正是这一困境与量子力学基础研究的碰撞,使得两条线索在20世纪后期逐渐汇合,最终催生了量子密码学这一交叉领域。

在此基础上,Ekert教授重点介绍了“设备无关量子密钥分发”技术。传统量子密钥分发通常需要假设通信双方的设备是可信的,而设备无关方案进一步弱化了这一假设。即使量子信源和测量装置均由不可信的第三方制造,通信双方仍可以通过输入输出统计和贝尔不等式检验,判断设备是否产生了足够安全的关联,而无须了解装置内部的具体结构。这一突破使信息安全不再完全依赖对硬件的信任,而是可以由实验数据和物理规律进行认证,标志着信息安全领域的一次重要范式转变。
报告中,Ekert教授多次高度评价中国科大在量子密码和量子通信实验研究方面取得的进展,并展示了潘建伟团队等取得的前沿成果。他谦虚地表示,自己更愿意作为听众,向中国科大真正从事实验研究的专家学习。
最后,Ekert教授鼓励青年学生保持对基础问题的好奇心。他指出,许多具有重要应用价值的技术,最初并非源于对现实用途的直接追求,而是来自对自然规律的持续好奇。量子密码学从基础物理问题走向安全通信技术的历程,正说明了好奇心驱动的科学研究能够产生远超预期的深远影响。
报告结束后,Ekert教授与现场师生围绕密码学发展史、设备无关量子密钥分发及不同量子加密方式探索等问题进行了交流。
(国际合作与交流部、合肥微尺度物质科学国家研究中心、中国科学院量子信息与量子科技创新研究院)