手机中加装一个“虚拟定位”软件，人在家里，打卡点却“跑”到公司；人还没出城，朋友圈定位却“飞”到海边……这一广受年轻群体追捧的“位置作弊”小技巧，今后可能行不通了——近日，中国科研团队首次完整完成量子安全定位实验验证，用物理定律补好了位置安全的“漏洞”。相关科研成果，已发表于国际科学期刊《自然·物理》。
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虚拟定位为什么能骗人
可能有人会疑惑：先进的卫星定位技术为何会被一款软件轻松篡改位置信息呢？其实，问题的核心不在于卫星不够精准，而是它有一个致命短板——只能算出位置，无法验证真假。
“我们日常使用的卫星定位，原理就像一场单向问答。”9月16日，信息通信专家陈志刚接受科普时报记者采访时说，手机接收天上多颗卫星的信号，通过计算信号传输的时间，换算出自己的精准位置。整个核验、计算的过程，基本上依靠手机软件完成，存在被人为修改的可能。
这就好比在一个大教室里，老师对学生不熟悉且没时间核实他们的座位，学生自报位置时如果故意撒谎，老师也很难发现。
虚拟定位利用的正是这一“漏洞”，它不仅能篡改定位数据，还能模拟卫星信号，让系统误以为身处千里之外。
“这一成本不高的漏洞，危害却远超想象。”陈志刚提醒，日常生活中，有人用它逃课、偷懒打卡；社会层面，不法分子利用虚假异地定位，绕过银行风控实施诈骗；公共安全领域，虚假位置信息会干扰灾害救援、资产追踪，埋下重重安全隐患……
用物理定律补上位置漏洞
想要根治卫星定位造假，依靠升级软件、优化程序显然行不通。
中国科学院计算技术研究所工程师刘延嘉告诉科普时报记者，量子安全定位是利用多个可信节点发出的定时挑战，结合量子态的物理特性和光速限制，判断目标是否真的位于其声称的位置。“它的安全底气，来自量子不可克隆定理。”
简单来说，任意未知量子态不能被无损、完美复制。“攻击者如果拦截、测量或错误转发量子信号，往往会引入额外误码或时间延迟。”刘延嘉说。
当然，要实现这一技术难度也极大。
量子信号传输极易损耗，微小的设备误差、系统延迟，都会直接导致定位失败。科研团队创新设计安全协议，大幅提升了系统抗损耗能力，将量子比特误码率降到极低水平。同时通过多项前沿技术，把系统延迟压缩到百纳秒的极致量级。
最终，在2公里的实验场景中，科研人员成功实现了优于75米的高精度量子安全定位，定位精准度可以锁定到单栋建筑。“这不是让定位更精细，而是让‘位置可信’有了物理底线。”刘延嘉说。
重塑数字世界信任体系
防止虚拟定位作弊，只是量子安全定位的基础能力，它更大的价值是成为数字时代的新型“信任基石”。
先说日常场景——敏感机房、银行金库、实验室，要求“人必须在授权区”才能开门或动数据，量子安全定位能确保只有身处授权区的人，才能操作设备、查看数据。
再说大场景——贵重资产运输，需要可信位置留痕；灾害救援里，被困人员或救援设备需要更准确真实地报备位置；金融反诈方面，敏感转账设定“仅在本人工位或柜面可信区域可授权”，虚拟定位就无法造假。
当然，位置信息一旦变得绝对精准可信时，意味着个人行踪被更精准追踪和记录，个人隐私也将面临严重威胁。为此，科研人员设置了“最小必要”规则：系统只验证我们是否在授权安全区域，不会全程追踪、记录个人位置。
“量子安全定位并不会替代北斗、GPS导航，而是作为现有卫星导航和身份认证体系的安全补充。”刘延嘉说，该技术目前仍处于实验验证阶段，未来相关光源、探测器、精密计时和卫星量子链路进一步小型化、低成本化后，它才有可能逐步进入移动终端或云端服务。届时，“你在哪里”将与密码、设备凭证和生物特征结合，成为身份认证和访问控制的附加安全因子。
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延伸阅读
量子定位，不靠卫星也能找到你
量子安全定位，解决的是卫星定位“位置真假”问题。其实，量子科技在定位领域还有另一个维度的突破——量子定位，它不依赖卫星信号，利用量子传感器感知地球物理场的变化也能实现自主定位导航。
要知道，卫星导航除了位置易被篡改外，还有另一短板：信号从太空传到地面时强度极弱，一旦进入室内、地下、水下或遭到电磁干扰，定位就彻底失效。
量子定位，正好能弥补卫星导航在某些场景中“易掉线”的硬伤。
目前，最受关注的技术路线有两条：
一是量子磁导航，其核心器件是金刚石中的“氮-空位色心”，内部电子的自旋状态如同一枚灵敏的“微型指南针”，能感知地球磁场极其微弱的异常变化。将实时探测到的磁场数据与预存的地磁地图比对，即可反推出自身位置。这种方式完全被动接收，不向外发射任何信号，无法被干扰和欺骗。
二是冷原子干涉惯性导航，利用超冷原子在自由下落过程中受重力影响产生的相位差进行测量，可以精确计算运动轨迹，实现“航位推算”。
量子定位的精度优势源自量子力学原理本身，但目前技术仍面临环境噪声、设备小型化和集成复杂度等挑战，距离大规模商用还有一段路要走。
同理，量子定位也并非要取代北斗或GPS，而是作为多层级定位体系中的增强方案——在卫星信号可靠时两者互补，在卫星信号中断时也能独自兜底。