王雅文｜特約編輯
超級電腦都難以破解的 RSA 加密演算法，是目前保護資訊網路系統通訊安全的主流。但對量子電腦來說，透過秀爾演算法，只需幾秒鐘便能破解。因此，世界各國團隊都積極投入「量子加密通訊網路技術 (Quantum Encryption Communication Network Technology)」研發，以保障國家資訊安全。
近日國科會與清華大學共同宣布，成功打造出臺灣第一個量子加密通訊網路。記者會現場展示了這套加密通訊系統，通話過程音質清晰，一旦有人竊聽，系統就會立即發出警示，竊聽者就只能聽到雜訊。負責此項研發的清華大學量子加密通訊網路研究團隊，由物理系褚志崧教授領軍，團隊成員包括黃聖耀、蔡宗穎、陳彥儒、楊竣堯、施彥安、鄭畯元、高永成、王昭元、郭智雯、劉呈泓等碩博士生及博士後研究員。
量子加密通訊網路技術，是利用量子的「不可複製原理 (Non-cloning Theorem)」及「測不準原理 (Uncertainty Principle)」來設計新的加密方式。在訊號之間建立對應且難以破解的量子金鑰，由於量子的特性，所製造出的金鑰在理論上是完全隨機且無法被竊取的。任何在量子通訊頻道攔截量子粒子的嘗試，都會不可逆地改變量子粒子的狀態，並且因此可以被原本在交換資訊的兩方檢測到。
出處：資料來源3.
褚志崧教授解釋，量子加密技術主要是運用量子力學的測不準原理，由於量子之間的相干性，任何動作都會改變另一方的狀態。以 A、B 兩端舉例，如果駭客想竊聽 A 端，破壞了彼此的同調性，將導致 B 端改變，除了沒有辦法複製這些量子位元所組成的字串，也無法在不擾亂的情況下竊取內容，駭客的行為也一定會被發現，因此無論花再多的時間計算也無法破解，可達到永久加密的目標。
早在 2019 年，褚志崧教授團隊與清華前瞻量子科技研究中心，就建置了一條長達 3.44 公里的量子通訊線路，完成臺灣第一次的量子加密通訊測試，當時是利用自製的單光子光源。此次，為簡化量子加密系統的操作並增加實用性，團隊改採用時間編碼的「弱同調態」技術，也就是以較簡易的衰減雷射脈衝來取代量子光源，大幅提升量子金鑰產率，也提升傳輸速度，並採用星狀網路有效連結多個用戶端點，成功地讓量子通訊速度比先前提升了 100 倍。
目前這套量子加密通訊系統，將先應用在提升清大與交大間光纖網路的安全性，下一階段將在中華電信執行實際光纖測試，未來將可應用於金融財務、電子商務及國防通訊上。
資料來源
- 量子演算法使 RSA 加密系統不再安全 – 量子開放學院
https://qt.ntu.edu.tw/qoa/202112-qc-rsa/ - 2023/05/03 (國家科學及技術委員會)
新聞資料-臺灣第一個量子加密通訊網路—量子國家隊開發出來了!
https://www.nstc.gov.tw/folksonomy/detail/c59d73b7-b795-4200-9511-127f6de25b34?l=ch - 2023/05/03 (國立清華大學)
清華大學打造台灣第一個量子加密通訊網路【2023.05.03秘書處】
https://www.nthu.edu.tw/hotNews/content/1125 - 量子加密通訊網路技術 – 量子開放學院
https://qt.ntu.edu.tw/qoa/202205-qt-quantum-cryptography-2/ - 2023/05/04 (數位時代)
台灣首座「量子加密通訊網路」來了！竊聽馬上被發現，還能怎麼加密資訊？
https://www.bnext.com.tw/article/75109/nstc-quantum-internet
