等了四十年，终被计算机界诺贝尔奖认可

北京时间3月18日，美国计算机学会（ACM）宣布，将2025年图灵奖授予查尔斯·本内特（Charles H.Bennett）和吉尔斯·布拉萨德（Gilles Brassard），表彰二人在创建量子信息科学基础、革新安全通信与计算方面的核心贡献。这是图灵奖自1966年设立以来，首次颁给与量子物理直接相关的研究。

窃听行为会留痕

ACM主席雅尼斯·约安尼迪斯称，本内特与布拉萨德从根本上改变了人们对“信息”本身的理解，他们的洞察拓展了计算的边界，并在此后数十年里持续激发跨学科的发现。

图灵奖常被称为“计算机界的诺贝尔奖”，奖金为100万美元。历年获奖者包括互联网、万维网、关系数据库等方向的开拓者，涵盖了从编程语言到芯片架构的诸多领域。

1984年，受已故合作者斯蒂芬·威斯纳观点的启发，本内特与布拉萨德在印度班加罗尔一场信号处理会议上发表了论文《量子密码学：公钥分发与掷币》，提出了后来以两人姓氏首字母命名的BB84协议。

BB84的核心思路是：通信双方可以通过交换单光子来建立一把只有彼此知道的加密密钥，而任何窃听者都无法在不扰动光子量子状态的情况下获取密钥信息。换句话说，窃听行为本身会留下痕迹，在任何信息泄露之前就能被发现。

这个协议的安全性不依赖于任何数学难题的假设，而是直接根植于量子力学的基本定律。这和当时已经广泛使用的公钥密码体系（如RSA）形成了鲜明对比。1994年，数学家彼得·秀尔提出了量子整数分解算法，从理论上证明一台足够大的量子计算机可以高效破解RSA。而BB84提供的安全性属于信息论意义上的绝对安全，即使对手拥有无限的算力和一台量子计算机，也无法窃取密钥。

重新评估安全性

如今，BB84的变体已在全球范围内投入运行的量子通信网络中得到实施，涵盖了基于光纤的陆地有线通信与基于卫星的自由空间通信。我国“墨子号”卫星在2017年实现了超过1000公里距离的量子密钥分发实验，是迄今最知名的远距离演示之一。

密码学之外，本内特与布拉萨德对量子信息科学还有一项影响深远的贡献：量子隐形传态。1993年，两人与另外四位合作者发表论文，证明利用量子纠缠和经典通信，可以将一个未知的量子态从一个粒子传递到另一个远处的粒子上。这一发现表明，曾经主要被视为哲学奇闻的纠缠可以成为一种实用资源——相关现象的实验验证获得了2022年诺贝尔物理学奖的认可。

1996年，两位科学家又提出了纠缠蒸馏的概念，展示了如何从不完美的纠缠态中提炼出高质量的纠缠，这对构建可扩展的量子通信网络至关重要。

值得一提的是，联合国已将2025年定为“国际量子科学技术年”，这反映了全球对量子计算、量子通信和量子传感的投资正处于快速上升期，各国政府和产业界也在重新评估现有公钥密码体系的长期安全性。

本内特与布拉萨德曾共同获得过很多荣誉，布拉萨德1979年在康奈尔大学的博士生导师是1986年图灵奖得主约翰·爱德华·霍普克罗夫特。40年后，学生也站到了同一个领奖台上。

本报记者 郜阳