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今年7月，我國(guó)將發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，并在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建一個(gè)天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。世界上第一封絕對(duì)不會(huì)被截、被破、被復(fù)制的密信將要誕生。6月3日剛剛當(dāng)選中國(guó)科協(xié)副主席的量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉，就量子通信和量子計(jì)算機(jī)等相關(guān)前沿科技接受了中國(guó)科技網(wǎng)記者的專訪。

中國(guó)科協(xié)副主席、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉

天知地知、你知我知的密信將不再是神話

其原理不可被竊聽、破解和復(fù)制

“傳統(tǒng)的通信加密和傳輸安全，都是依賴于復(fù)雜的算法。”潘建偉介紹，傳統(tǒng)的加密手段，都是依賴所謂的計(jì)算復(fù)雜度。但是隨著計(jì)算能力的增加，在某種程度上肯定是會(huì)被破解的。而量子通信利用基于物理學(xué)的基本原理，利用微光世界的最小單元，在原理上將實(shí)現(xiàn)不會(huì)被破解的奇跡。

在接受采訪時(shí)，潘建偉形象地向記者比喻，量子通信的基本特征就是利用微光世界的最小單元，比如15w燈泡，每秒都會(huì)發(fā)射一些能量，如果用放大鏡來看它是由小顆粒組成，大概每秒鐘可以釋放百億個(gè)小顆粒，如果在量子通信中將這種小顆粒用來做信號(hào)，就不能被分割成半個(gè)的小顆粒，就像水分子一樣，不能分成1/2個(gè)水分子。

“如果有人在偷聽，要么就是把光子拿走了，要么就是有人在拍照復(fù)制，不管怎樣都會(huì)對(duì)狀態(tài)產(chǎn)生影響。”潘院士介紹，與傳統(tǒng)計(jì)算相比即便是再高級(jí)的保密通信，只要是通過當(dāng)前的電話線、無線電、光纖等通信設(shè)施，都會(huì)面臨被破譯和竊聽的可能。在計(jì)算能力兇猛的量子計(jì)算機(jī)面前，傳統(tǒng)傳輸?shù)拿芗拖裨诼惚家粯印?

量子通信正向廣域網(wǎng)推進(jìn)

“京滬干線”預(yù)計(jì)今年下半年交付

據(jù)新華社此前的解讀，7月，我國(guó)將發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，而科學(xué)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，就是最終打造一張?zhí)斓匾惑w化的量子通信網(wǎng)。

潘建偉告訴記者，十二五期間，他們?cè)趪?guó)家的支持下做了很多這方面的研究，取得了比較好的進(jìn)展。目前已經(jīng)初步在城域網(wǎng)上有一些很好的運(yùn)用，將來慢慢地做到向廣域網(wǎng)推進(jìn)。

據(jù)了解，在衛(wèi)星成功進(jìn)行多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后，天地一體化量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將投入正式運(yùn)行。而預(yù)計(jì)今年下半年交付的“京滬干線”大尺度光纖量子通信骨干網(wǎng)工程，就是廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)用。

這一工程將構(gòu)建千公里級(jí)高可信、可擴(kuò)展、軍民融合的廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，建成大尺度量子通信技術(shù)驗(yàn)證、應(yīng)用研究和應(yīng)用示范平臺(tái)。結(jié)合量子衛(wèi)星和京滬干線，將初步構(gòu)建我國(guó)天地一體化的廣域量子通信體系。

據(jù)了解，我國(guó)還將陸續(xù)發(fā)射多顆量子衛(wèi)星，力爭(zhēng)在2030年前后率先建成全球化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)。這張網(wǎng)絡(luò)是由一連串環(huán)繞全球、相互糾纏的粒子組成的。這樣的網(wǎng)絡(luò)，能讓人們安全地共享密鑰，并且可以確鑿無疑地發(fā)現(xiàn)竊聽企圖。

主動(dòng)控制微觀世界

專用量子計(jì)算機(jī)有望在10年內(nèi)面世

有觀點(diǎn)認(rèn)為量子計(jì)算將在30年內(nèi)帶來像歐洲工業(yè)革命一樣的巨變，對(duì)此潘建偉表示，目前，歐洲、美國(guó)的同事都認(rèn)為，第二次量子革命即將到來，除了通信可以比較好的改善信息安全和互聯(lián)網(wǎng)安全外，量子計(jì)算也受到普遍的關(guān)注，尤其是隨著大數(shù)據(jù)的到來，大家對(duì)于計(jì)算能力的提高需求越來越多。

“量子通信和量子計(jì)算都是屬于量子調(diào)控技術(shù)范圍”潘建偉在接受記者采訪時(shí)表示，隨著技術(shù)的發(fā)展，他們實(shí)現(xiàn)了對(duì)單個(gè)離子抓住，控制并相互作用，主動(dòng)控制微觀世界的能力正在慢慢增強(qiáng)。

“目前，全世界計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力都非常弱。”潘建偉預(yù)測(cè)，不到十年左右的時(shí)間，他們就能夠造出一種專用的量子計(jì)算機(jī)或者叫做量子模擬機(jī)，在某些計(jì)算能力上要比目前最快的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快百億倍甚至更多。

“我們希望能夠把國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)力量聚合到一起開展這一項(xiàng)工作。”潘建偉也表示，通用量子計(jì)算需要更長(zhǎng)的時(shí)間，也許是30年甚至50年，他覺得這是一件非常有意思的事，不過也涉及到方方面面的領(lǐng)域。比如:計(jì)算最小的部件、超導(dǎo)的芯片、微納加工、電子學(xué)，集成、軟件、算法等等。