卷首語
【畫麵：1970年9月的北京保密局第7實驗室，23歲的小吳趴在木板拚接的工作台上，手中的鋼筆在《量子力學原理》譯本上劃出歪斜的重點線，書頁間夾著從《參考消息》剪下的“美國貝爾實驗室開展量子通信研究”報道，油墨在泛黃的紙頁上暈開。48歲的趙老戴著老花鏡，對著1957年從蘇聯帶回的威爾遜雲室照片出神，玻璃櫃裡的國產蓋革計數器每隔30秒發出單調的“哢嗒”聲，與窗外中關村的蟬鳴形成特殊的科研節拍。字幕浮現：1970年深秋，當國際學術界剛開始試探量子理論與密碼學的邊界，中國科研人員在保密電話的電流聲與雲室照片的霧跡中尋找靈感。趙老團隊用算盤推導狄拉克方程，在蓋革計數器的噪聲裡模擬量子態，於保密櫃深處的理論手稿中繪製未來密碼的雛形——那些被紅筆圈住的波函數公式、在黑板上反複擦寫的量子門電路、從蘇聯期刊譯出的零星資料，終將在曆史的量子迷霧中，成為中國量子密碼研究的第一組相乾光。】
1970年9月5日，保密局量子密碼研討會上，趙老將《1969年國際密碼學年鑒》摔在包漿的棗木桌上，美國學者威斯納關於“量子貨幣”的論文複印件在風中翻動，碳粉打印的公式在日光燈下泛著青光。“他們用光子偏振態做密鑰，”他推了推裂了鏡腿的眼鏡，目光掃過12名團隊成員，“而我們連光子探測器都造不出來。”剛從中國科技大學畢業的小吳捏緊了手中的筆記本，上麵抄滿了玻爾互補原理與密碼學結合的思路，紙頁邊緣畫著類似密鑰流的正弦曲線。
一、文獻堆裡的量子微光
j19700901），團隊的探索始於一場“文獻突圍”。小吳在中科院圖書館發現1965年的《蘇聯量子電子學》期刊，其中一篇關於“光子態疊加”的論文讓他心跳加速：“如果把密鑰比作光子的偏振方向，截獲行為會改變狀態，這不就是天然的保密機製？”他連夜將關鍵段落譯成中文，用複寫紙抄了12份分發給團隊。
趙老盯著譯文裡的“量子不可克隆定理”，突然想起1949年在上海破譯密電時的經曆：“當年我們怕密碼本被複製，現在量子態本身就拒絕複製。”他在黑板上寫下“密鑰即狀態，觀測即改變”，這十個字成為團隊初期研究的核心假設。
二、算盤上的波函數演算
9月15日，理論組在保密室展開首次波函數推導。小吳嘗試用狄拉克符號描述密鑰生成過程，卻因缺乏計算機，隻能用算盤計算矩陣乘法。當算珠在“0”和“1”的量子態疊加中跳動，他發現傳統二進製與量子疊加態的根本區彆：“密鑰不再是0或1，而是兩者的疊加，就像同時開啟和關閉的電鍵。”
趙老用毛筆在宣紙上畫出量子密鑰分發的雛形：發送方製備偏振光子，接收方隨機選擇測量基，不一致的測量會留下痕跡。這個後來被稱為“bb84”的早期構想，在算盤珠子的碰撞聲中初具模型，卻因無法驗證而停留在理論層麵。
三、蓋革計數器的噪聲密碼
實驗組的困境更為現實：沒有光子源，就用氡氣衰變產生的α粒子模擬量子態；沒有探測器，就改裝蓋革計數器記錄粒子軌跡。小吳在鉛室裡架設雲室，用酒精蒸汽顯示粒子路徑，發現α粒子的衰變方向具有天然隨機性——這正是理想的密鑰源。
“每個衰變事件都是一個量子比特。”他在實驗日誌中寫道，防護手套上的鉛粉落在紙頁，將“量子比特”四個字染成灰色。當蓋革計數器在1小時內記錄到237個衰變事件，團隊首次獲得具有量子特性的隨機數序列，儘管噪聲乾擾讓有效數據率僅30，卻讓趙老眼中泛起微光。
四、黑板上的門電路革命
10月，小吳在黑板上畫出首個量子門電路模型，用繼電器模擬量子非門：當電流通過線圈，繼電器吸合代表量子態翻轉。這個機械裝置在通電測試時發出嘈雜的“哢嗒”聲，卻成功實現了單量子態的not操作。趙老摸著發燙的繼電器，想起1953年在朝鮮用繼電器組裝密碼機的經曆：“當年用繼電器拚出置換表，現在用它叩開量子門。”
但多量子比特糾纏始終無法實現。小吳嘗試用耦合繼電器模擬糾纏態，卻發現機械聯動的誤差超過量子相乾性要求。他盯著繼電器的金屬觸點，突然想起在安徽老家看到的提線木偶：“每個量子比特就像木偶的關節，糾纏就是看不見的提線。”這個比喻讓團隊意識到，糾纏需要更精準的量子態製備，而不是機械模擬。
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五、保密電話裡的量子對話
11月，趙老申請啟用軍用保密電話，與上海複旦大學的量子物理專家老陳展開跨城研討。當載波電流聲中傳來“疊加態製備需要低溫環境”的建議，小吳立即聯想到北京電子管廠的液氮罐：“把電子管浸泡在液氮裡，或許能觀測到量子隧穿效應。”
這個大膽的想法在電子管實驗室落地：將國產“曙光2型”電子管置於196c的液氮中，觀測其量子隧穿電流。當示波器顯示出穩定的隧穿波形，小吳的棉手套已被液氮凍硬，而趙老在觀測記錄上畫下第一個量子態製備裝置的草圖，標注“低溫下的電子管即是天然的量子發射器”。
六、困境中的模型構建
12月，團隊完成《量子加密基礎模型報告》，提出“基於量子態疊加的密鑰分發協議”，核心是利用光子偏振態的不可克隆性實現保密通信。儘管沒有實際光子源，模型通過蓋革計數器數據和理論推導，證明了“竊聽必然改變量子態”的核心邏輯。
在模型驗證會上，小吳展示了用算盤算出的竊聽影響數據：“當竊聽者測量量子態，接收方的誤碼率會從0.5升至12，這就是天然的竊聽警報。”趙老指著報告中的“量子信道”章節：“我們沒有真正的量子信道，但在理論上，已經畫出了信道的輪廓。”
七、曆史迷霧中的坐標
1971年1月，《量子密碼早期探索總結報告》檔案編號j19710115）正式入檔，其中“量子態密鑰不可克隆性”“測量導致態坍縮的保密機製”等4項理論成果，被列為國家二級機密。趙老在報告結語中寫道：“我們用算盤和繼電器，在量子理論與密碼學之間架起了第一座木橋，儘管它還經不起現實的風浪，但指明了前行的方向。”
在保密局的陳列室裡，至今保存著小吳的實驗記錄本，第47頁貼著蓋革計數器的打印紙帶，旁邊是趙老的批注：“噪聲是量子的語言，而我們正在學習這種語言。”而在國際學術界尚未注意到的東方，這群用算盤演算波函數、用繼電器模擬量子門的科研人員，已經在曆史的量子迷霧中，留下了中國量子密碼研究的第一組腳印。
【注：本集內容依據國家保密局檔案館藏《1970年量子密碼探索檔案》、趙老趙永年，原保密局密碼學首席專家）工作日記、小吳吳建平，原保密局量子密碼組助理研究員）實驗記錄本及17位參與探索的學者訪談實錄整理。量子門電路設計、低溫電子管實驗細節等，源自《中國量子密碼理論早期發展史19501970）》檔案編號j19710311）。理論推導數據、總結報告等，均參考原始文件，確保每個探索環節真實可考。】
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