<p>我們每天在LINE傳訊息、用IG傳圖片、透過網路刷卡購物，一切看似便利安全，但你有想過：這些資料真的不會被偷看嗎？</p>
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目前的通訊安全，靠的是「數學很難破解」的加密演算法，但隨著運算力提升、AI 協助解密、甚至量子電腦可能問世，這些技術可能逐漸變得不夠安全。那麼，有沒有一種從物理層面「絕對無法偷聽」的技術？這就是量子通訊的出發點。</p>
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<h2><strong><span style="font-size: 20px;">什麼是量子通訊？安全在哪裡？</span></strong></h2>
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「量子密鑰分發」是目前量子通訊最核心的技術。簡單來說，密碼一開始並不存在，被「鎖在玻璃球裡」的是隨機分排列的 0 和 1 (如0101101…)，這些 0 和 1 的一部分又會被接收者的測量過程隨機丟棄，所以最後留下來的 0 和 1 隨機數列 (也就是密碼) 會和被傳誦的不一樣，任何人試圖偷看，玻璃球就會碎掉，雙方就會知道「有人偷聽」。這種不可複製、無法觀測的特性，來自光子的量子態：只要你觀察它，它就會改變。</p>
<p>清華大學物理系褚志崧教授指出：「量子密鑰分發有兩個的特色：(1)產生、分送的密碼不會被破解 (所以被密碼加密的訊息也不會)，(2)使用者知道產生、分送的密碼有沒有人嘗試複製」這種「可驗證的安全性」，正是量子通訊的最大優勢。</p>
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<div class="jsx-3968805167 relative overflow-hidden"><img decoding="async" class="jsx-3968805167" src="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/backend/wp-content/uploads/2025/06/6-2_670x460.png" /></p>
<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">量子通訊透過光子的量子態進行資訊傳輸，具備無法複製、可偵測竊聽的特性，成為未來安全網路的重要基礎。</div>
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<h2><span style="font-size: 20px;"><strong>從理論到實測　臺灣邁向百公里量子通訊</strong></span></h2>
<p>理論再美，也得進入真實世界才算數。2024 年，清華大學與中華電信研究院合作，透過臺灣現有的商用光纖網路，成功完成新竹縣市之間約 10 公里的量子密鑰實測，是臺灣首度以實體光纖實現跨縣市的量子通訊。研究團隊後來在同一年和國家高速網路與計算中心合作，完成新北市樹林區到新竹市的 70 公里量子通訊 (也是以商用光纖)。</p>
<p>這時候我們就會想「為什麼100公里會這麼難？」</p>
<p>一般來說我們傳訊息習慣靠Wi-Fi或光纖，不大擔心距離會是問題。但在量子通訊中，距離就是最大敵人。<br />
光子在傳送過程中會出現「衰減」，就是訊號逐漸變弱；還可能受到「雜訊干擾」，導致量子態錯亂。更麻煩的是，一般網路訊號可以用放大器「重複發送」，但量子訊號不能複製、不能放大。<br />
「因為以玻璃球碎掉比喻被竊聽，衰減比較像玻璃球會丟歪而到達不了目的地」工研院電光所組長許世玄博士回答，而這也正是目前量子網路面臨的最大技術門檻。</p>
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<h2><span style="font-size: 20px;"><strong>要傳更遠，就要靠「量子中繼器」</strong></span></h2>
<p>那可不可以像網路基地台一樣，設中繼站呢？答案是可以，但方式完全不同。<br />
量子通訊不能用傳統方式「放大」，但可以透過「量子中繼器」把訊號斷點接續，靠的是量子糾纏與量子記憶體。</p>
<p>褚志崧教授說明：「中繼器的概念，是在中間節點先建立糾纏對，儲存在量子記憶體中，再慢慢把整條路線串起來，這會是一個逐步堆疊的過程。」這樣的技術，仍在研發階段，但一旦成熟，就能建構跨縣市甚至全國的量子網路骨幹。</p>
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<p><span style="font-size: 20px;"><strong>未來的量子網路生活會長怎樣？</strong></span></p>
<p>當全國量子通訊網成形後，首先受益的可能是銀行、政府、醫療機構等對安全要求極高的單位。像是防止詐騙的金融傳輸、軍方的機密通信、以及病患資料的遠距加密傳送，量子通訊都將是強化資料保護的重要解方。<br />
再往長遠看，當量子通訊與量子電腦結合，就不再只是「安全網路」的概念，而是「分散式量子計算」的起點。<br />
「就像今天的雲端運算未必集中在單一超級電腦，未來的量子網路也可能串接多台量子電腦，一起解決複雜的科學與工程問題。」許世玄博士說。</p>
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<h2><span style="font-size: 20px;"><strong>高中生能參與這場量子革命嗎？</strong></span></h2>
<p>如果你是對科技有興趣的學生，要如何加入這場變革？</p>
<p>褚志崧教授建議：「量子通訊是跨領域的合作，物理、通訊、密碼學、資訊、材料，甚至使用者介面設計，都需要。」學生可以先從基礎物理學起，也可以參與科展、營隊、線上課程，累積實作經驗與專案能力。</p>
<p>許世玄博士也補充：「我們現在做的實驗，未來可能會成為實用的安全網路基礎設施。下一代的你們，或許就是這張網的建構者與應用者。」</p>
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<div class="jsx-3968805167 relative overflow-hidden"><img decoding="async" class="jsx-3968805167" src="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/backend/wp-content/uploads/2025/06/6-3_670x460.png" /></p>
<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">科學團隊在實驗室進行量子運算與通訊模擬，透過量子電腦與專屬演算法驗證傳輸路徑與訊號穩定性，是邁向實用量子網路的重要基礎工程。</div>
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<h2><span style="font-size: 20px;"><strong>結語</strong></span></h2>
<p>從新竹起步、邁向北臺灣的這條量子光路，是量子通訊走入現實世界的重要試煉。這條看不見的光路，挑戰的不只是技術距離，更是我們對「未來通訊該長什麼樣子」的想像。或許在不久的將來，我們不再只是說「訊息已讀」，而是能夠真正確認「訊息已經安全又確實地送到眼前」。</p>
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<p>（客座總編輯｜清華大學物理系林秀豪特聘教授 、東海大學物理系 施奇廷教授；研究顧問團隊｜清華大學物理系褚志崧教授、工研院許世玄博士；責任編輯｜曹盛威、趙筱文）</p>
