中国将在2030年前后率先建成全球量子通信网
——对话我国量子科学实验卫星首席科学家、中国科学院院士潘建伟
■赵金龙、王晓亮、中国军网记者 邹维荣
潘建伟
[人物小传]
潘建伟，男，1970年3月生 ，浙江省东阳市人，原籍浙江省磐安县。中国科学技术大学教授、博士生导师，中国科学院院士。九三学社第十二届中央委员会委员。他41岁当选“最年轻院士”，42岁获得国际量子通信大奖，45岁获得国家自然科学奖一等奖。他带领团队取得的成果9 次入选两院院士评选的“年度十大科技进展新闻”，1次入选《自然》杂志评选的“年度十大科技亮点”，3次入选英国物理学会评选的“年度物理学重大进展”，3次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”。
8月16日凌晨，我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星，并在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建一个天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。世界上第一封绝对不会被截、被破、被复制的密信将要诞生。发射前夕，记者在酒泉卫星发射中心见到了我国量子科学实验卫星首席科学家、中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟，并就量子通信和量子计算机等相关前沿科技问题对他进行了采访。
天知地知、你知我知的密信将不再是神话
“传统的通信加密和传输安全，都是依赖于复杂的算法。”潘建伟介绍，传统的加密手段，都是依赖所谓的计算复杂度。但是随着计算能力的增加，在某种程度上肯定是会被破解的。量子通信利用基于物理学的基本原理，利用微观世界的最小单元，在原理上将实现不会被破解的奇迹。
在接受采访时，潘建伟形象地向记者比喻，量子通信的基本特征就是利用微观世界的最小单元，比如15w灯泡，每秒都会发射一些能量，如果用放大镜来看它是由小颗粒组成，大概每秒钟可以释放百亿个小颗粒，如果在量子通信中将这种小颗粒用来做信号，就不能被分割成半个的小颗粒，就像水分子一样，不能分成1/2个水分子。
“如果有人在偷听，要么就是把光子拿走了，要么就是有人在拍照复制，不管怎样都会对状态产生影响。”潘院士介绍，与传统计算相比即便是再高级的保密通信，只要是通过当前的电话线、无线电、光纤等通信设施，都会面临被破译和窃听的可能。在计算能力凶猛的量子计算机面前，传统传输的密件，就像在裸奔一样。
量子通信正向广域网推进 “京沪干线”预计今年下半年交付
据新华社此前的解读，8月，我国将发射世界首颗量子科学实验卫星，而科学实验的目标，就是最终打造一张天地一体化的量子通信网。
潘建伟告诉记者，十二五期间，他们在国家的支持下做了很多这方面的研究，取得了比较好的进展。目前已经初步在城域网上有一些很好的运用，将来慢慢地做到向广域网推进。
据了解，在卫星成功进行多项实验后，天地一体化量子科学实验系统将投入正式运行。而预计今年下半年交付的“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网工程，就是广域光纤量子通信网络实际运用。
这一工程将构建千公里级高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络，建成大尺度量子通信技术验证、应用研究和应用示范平台。结合量子卫星和京沪干线，将初步构建我国天地一体化的广域量子通信体系。
据了解，我国还将陆续发射多颗量子卫星，力争在2030年前后率先建成全球化的广域量子保密通信网络。这张网络是由一连串环绕全球、相互纠缠的粒子组成的。这样的网络，能让人们安全地共享密钥，并且可以确凿无疑地发现窃听企图。
主动控制微观世界 专用量子计算机有望在10年内面世
有观点认为量子计算将在30年内带来像欧洲工业革命一样的巨变，对此潘建伟表示，目前，欧洲、美国的同事都认为，第二次量子革命即将到来，除了通信可以比较好的改善信息安全和互联网安全外，量子计算也受到普遍的关注，尤其是随着大数据的到来，大家对于计算能力的提高需求越来越多。
“量子通信和量子计算都是属于量子调控技术范围”潘建伟在接受记者采访时表示，随着技术的发展，他们实现了对单个离子抓住，控制并相互作用，主动控制微观世界的能力正在慢慢增强。
“目前，全世界计算机的计算能力都非常弱。”潘建伟预测，不到十年左右的时间，他们就能够造出一种专用的量子计算机或者叫做量子模拟机，在某些计算能力上要比目前最快的传统计算机快百亿倍甚至更多。
“我们希望能够把国内优势力量聚合到一起开展这一项工作。”潘建伟也表示，通用量子计算需要更长的时间，也许是30年甚至50年，他觉得这是一件非常有意思的事，不过也涉及到方方面面的领域。比如，计算最小的部件、超导的芯片、微纳加工、电子学，集成、软件、算法等等。
(中国军网酒泉8月16日 电)
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