中国将在2030年前后率先建成全球量子通信网

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与中国量子科学实验卫星首席科学家、中国科学院院士潘建伟对话

潘建伟，男，1970年3月出生，浙江省东阳市人，祖籍浙江省磐安县。中国科技大学教授，博士生导师，中国科学院院士。九三学社第十二届中央委员。他41岁当选为“最年轻的院士”，42岁获得国际量子通信奖，45岁获得国家自然科学奖一等奖。他带领团队的成果九次被两所科学院院士评为“年度科技进步十大新闻”，一次被《自然》杂志评为“年度科技十大亮点”，三次被英国物理学会评为“年度物理学重大进展”，三次被美国物理学会评为“年度物理学重大事件”。

8月16日凌晨，中国成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星，在世界上首次实现了卫星与地面的量子通信，从而构建了一个天地一体的量子保密通信和科学实验系统。世界上第一封密函永远不会被切断、破坏或复制。发射前夕，记者在酒泉卫星发射中心会见了中国量子科学实验卫星首席科学家、中国科学院院士、中国科技大学教授潘建伟，就量子通信、量子计算机等相关前沿科技问题进行了采访。

上帝知道，你知道，我也知道的那封密函将不再是神话

"传统的通信加密和传输安全依赖于复杂的算法."潘建伟认为，传统的加密方法依赖于所谓的计算复杂性。但是随着计算能力的提高，它肯定会在某种程度上被破解。量子通信使用基于物理学的基本原理和低光级世界中的最小单位，这将实现原则上无法破解的奇迹。

在《被采访》中，潘剑伟生动地告诉记者，量子通信的基本特征是使用最小单位的弱光世界，比如15w的灯泡，每秒钟都会发射出一些能量。如果它是由带放大镜的小颗粒组成的，它每秒钟可以释放数百亿个小颗粒。如果这个小粒子被用作量子通信中的信号，它就不能被分成半个小粒子，就像水分子不能被分成半个水分子一样。

“如果有人在偷听，要么光子被带走，要么有人在拍照和复印，这无论如何都会影响状态。”潘院士介绍说，与传统计算相比，即使是先进的保密通信，只要通过现有的电话线、无线电、光纤等通信设施，也有被破译和窃听的可能。面对计算能力极强的量子计算机，传统的秘密文件传输就像裸奔。

量子通信正在向广域网发展。“京沪干线”有望在今年下半年交付使用

根据新华社此前的解释，今年8月，中国将发射世界上第一颗量子科学实验卫星，科学实验的目标是最终建成一个天地一体的量子通信网络。

潘建伟告诉记者，“十二五”期间，在国家的支持下，他们在这方面做了大量的研究，取得了很好的进展。目前，它已经初步应用于城域网，并将在未来推广到广域网。

据了解，在卫星成功地进行了许多实验之后，空间-天堂集成量子科学实验系统将正式投入运行。“京沪干线”大规模光纤量子通信骨干工程是广域光纤量子通信网络的实际应用，预计今年下半年交付使用。

该项目将建设一个高可靠性、可扩展性、军民融合的广域光纤量子通信网络，建设一个大规模的量子通信技术验证、应用研究和应用示范平台。将量子卫星与京沪干线相结合，初步建成中国天地一体的广域量子通信系统。

据了解，中国将陆续发射几颗量子卫星，力争在2030年前后率先建成全球广域量子保密通信网络。这个网络由世界各地的一系列纠缠粒子组成。这样的网络可以使人们安全地共享密钥，并且可以毫无疑问地发现窃听企图。

用于主动控制微观世界的特殊量子计算机有望在10年内问世

一些人认为量子计算将在30年内带来巨大的变化，比如欧洲的工业革命。为此，潘建伟表示，目前，欧美同事都认为第二次量子革命即将到来，除了通信可以更好地提高信息安全和互联网安全外，量子计算也受到了广泛关注，特别是随着大数据的到来，人们对提高计算能力的需求越来越大。

"量子通信和量子计算属于量子控制技术的范畴."潘剑伟在接受记者采访时说，随着科技的发展，他们已经实现了对单个离子的捕获、控制和相互作用，他们积极控制微观世界的能力也在逐渐增强。

"目前，全世界计算机的计算能力都很弱."潘剑伟预测，在不到十年左右的时间里，他们将能够制造出一种特殊的量子计算机，或者量子模拟器，这种计算机将比目前速度最快的传统计算机快数百亿甚至更多倍。

"我们希望能够联合国内优势力量开展这项工作."潘剑伟还说，一般的量子计算需要更长的时间，可能是30年甚至50年。他认为这是一件非常有趣的事情，但它也涉及到各个领域。例如，最小的计算组件、超导芯片、微纳处理、电子学、集成、软件、算法等等。

来源：零点娱乐时刊