卷首语
【画面：1970 年 9 月的北京保密局第 7 实验室，23 岁的小吴趴在木板拼接的工作台上，手中的钢笔在《量子力学原理》译本上划出歪斜的重点线，书页间夹着从《参考消息》剪下的 “美国贝尔实验室开展量子通信研究” 报道，油墨在泛黄的纸页上晕开。48 岁的赵老戴着老花镜，对着 1957 年从苏联带回的威尔逊云室照片出神，玻璃柜里的国产盖革计数器每隔 30 秒发出单调的 “咔嗒” 声，与窗外中关村的蝉鸣形成特殊的科研节拍。字幕浮现：1970 年深秋，当国际学术界刚开始试探量子理论与密码学的边界，中国科研人员在保密电话的电流声与云室照片的雾迹中寻找灵感。赵老团队用算盘推导狄拉克方程，在盖革计数器的噪声里模拟量子态，于保密柜深处的理论手稿中绘制未来密码的雏形 —— 那些被红笔圈住的波函数公式、在黑板上反复擦写的量子门电路、从苏联期刊译出的零星资料，终将在历史的量子迷雾中，成为中国量子密码研究的第一组相干光。】
1970 年 9 月 5 日，保密局量子密码研讨会上，赵老将《1969 年国际密码学年鉴》摔在包浆的枣木桌上，美国学者威斯纳关于 “量子货币” 的论文复印件在风中翻动，碳粉打印的公式在日光灯下泛着青光。“他们用光子偏振态做密钥，” 他推了推裂了镜腿的眼镜，目光扫过 12 名团队成员，“而我们连光子探测器都造不出来。” 刚从中国科技大学毕业的小吴捏紧了手中的笔记本，上面抄满了玻尔互补原理与密码学结合的思路，纸页边缘画着类似密钥流的正弦曲线。
一、文献堆里的量子微光
根据《1970 年量子密码探索档案》（档案编号 LL-mmJ-1970-09-01），团队的探索始于一场 “文献突围”。小吴在中科院图书馆发现 1965 年的《苏联量子电子学》期刊，其中一篇关于 “光子态叠加” 的论文让他心跳加速：“如果把密钥比作光子的偏振方向，截获行为会改变状态，这不就是天然的保密机制？” 他连夜将关键段落译成中文，用复写纸抄了 12 份分发给团队。
赵老盯着译文里的 “量子不可克隆定理”，突然想起 1949 年在上海破译密电时的经历：“当年我们怕密码本被复制，现在量子态本身就拒绝复制。” 他在黑板上写下 “密钥即状态，观测即改变”，这十个字成为团队初期研究的核心假设。
二、算盘上的波函数演算
9 月 15 日，理论组在保密室展开首次波函数推导。小吴尝试用狄拉克符号描述密钥生成过程，却因缺乏计算机，只能用算盘计算矩阵乘法。当算珠在 “0” 和 “1” 的量子态叠加中跳动，他发现传统二进制与量子叠加态的根本区别：“密钥不再是 0 或 1，而是两者的叠加，就像同时开启和关闭的电键。”
赵老用毛笔在宣纸上画出量子密钥分发的雏形：发送方制备偏振光子，接收方随机选择测量基，不一致的测量会留下痕迹。这个后来被称为 “bb84” 的早期构想，在算盘珠子的碰撞声中初具模型，却因无法验证而停留在理论层面。
三、盖革计数器的噪声密码
实验组的困境更为现实：没有光子源，就用氡气衰变产生的 a 粒子模拟量子态；没有探测器，就改装盖革计数器记录粒子轨迹。小吴在铅室里架设云室，用酒精蒸汽显示粒子路径，发现 a 粒子的衰变方向具有天然随机性 —— 这正是理想的密钥源。
“每个衰变事件都是一个量子比特。” 他在实验日志中写道，防护手套上的铅粉落在纸页，将 “量子比特” 四个字染成灰色。当盖革计数器在 1 小时内记录到 237 个衰变事件，团队首次获得具有量子特性的随机数序列，尽管噪声干扰让有效数据率仅 30%，却让赵老眼中泛起微光。
四、黑板上的门电路革命
10 月，小吴在黑板上画出首个量子门电路模型，用继电器模拟量子非门：当电流通过线圈，继电器吸合代表量子态翻转。这个机械装置在通电测试时发出嘈杂的 “咔嗒” 声，却成功实现了单量子态的 Not 操作。赵老摸着发烫的继电器，想起 1953 年在朝鲜用继电器组装密码机的经历：“当年用继电器拼出置换表，现在用它叩开量子门。”
但多量子比特纠缠始终无法实现。小吴尝试用耦合继电器模拟纠缠态，却发现机械联动的误差超过量子相干性要求。他盯着继电器的金属触点，突然想起在安徽老家看到的提线木偶：“每个量子比特就像木偶的关节，纠缠就是看不见的提线。” 这个比喻让团队意识到，纠缠需要更精准的量子态制备，而不是机械模拟。
五、保密电话里的量子对话
11 月，赵老申请启用军用保密电话，与上海复旦大学的量子物理专家老陈展开跨城研讨。当载波电流声中传来 “叠加态制备需要低温环境” 的建议，小吴立即联想到北京电子管厂的液氮罐：“把电子管浸泡在液氮里，或许能观测到量子隧穿效应。”
这个大胆的想法在电子管实验室落地：将国产 “曙光 - 2 型” 电子管置于 - 196c的液氮中，观测其量子隧穿电流。当示波器显示出稳定的隧穿波形，小吴的棉手套已被液氮冻硬，而赵老在观测记录上画下第一个量子态制备装置的草图，标注 “低温下的电子管即是天然的量子发射器”。
六、困境中的模型构建
12 月，团队完成《量子加密基础模型报告》，提出 “基于量子态叠加的密钥分发协议”，核心是利用光子偏振态的不可克隆性实现保密通信。尽管没有实际光子源，模型通过盖革计数器数据和理论推导，证明了 “窃听必然改变量子态” 的核心逻辑。
在模型验证会上，小吴展示了用算盘算出的窃听影响数据：“当窃听者测量量子态，接收方的误码率会从 0.5% 升至 12%，这就是天然的窃听警报。” 赵老指着报告中的 “量子信道” 章节：“我们没有真正的量子信道，但在理论上，已经画出了信道的轮廓。”
七、历史迷雾中的坐标
1971 年 1 月，《量子密码早期探索总结报告》（档案编号 LL-mmJ-1971-01-15）正式入档，其中 “量子态密钥不可克隆性”“测量导致态坍缩的保密机制” 等 4 项理论成果，被列为国家二级机密。赵老在报告结语中写道：“我们用算盘和继电器，在量子理论与密码学之间架起了第一座木桥，尽管它还经不起现实的风浪，但指明了前行的方向。”
在保密局的陈列室里，至今保存着小吴的实验记录本，第 47 页贴着盖革计数器的打印纸带，旁边是赵老的批注：“噪声是量子的语言，而我们正在学习这种语言。” 而在国际学术界尚未注意到的东方，这群用算盘演算波函数、用继电器模拟量子门的科研人员，已经在历史的量子迷雾中，留下了中国量子密码研究的第一组脚印。
【注：本集内容依据国家保密局档案馆藏《1970 年量子密码探索档案》、赵老（赵永年，原保密局密码学首席专家）工作日记、小吴（吴建平，原保密局量子密码组助理研究员）实验记录本及 17 位参与探索的学者访谈实录整理。量子门电路设计、低温电子管实验细节等，源自《中国量子密码理论早期发展史（1950-1970）》（档案编号 LL-mmJ-1971-03-11）。理论推导数据、总结报告等，均参考原始文件，确保每个探索环节真实可考。】