突破前夜 多項(xiàng)成果呼之欲出

“經(jīng)過20多年的投入和研究，量子信息技術(shù)處于取得巨大突破的前夜，相關(guān)新技術(shù)將不斷涌現(xiàn)。”韓永建表示，量子通信（特別是量子密鑰分配）目前在城域范圍（200公里）內(nèi)已處于商業(yè)階段，其他相關(guān)的設(shè)備今后會迅速地跟進(jìn)完善。

其中，非常重要的量子通信“神器”之一——可用量子中繼的問世指日可待。什么是量子中繼呢？韓永建介紹，光子是天然的量子通信載體，為實(shí)現(xiàn)量子通信，其核心問題是把量子態(tài)傳輸或分配到足夠遠(yuǎn)的地方。由于傳輸信道的特性，光子不可避免會丟失，隨著距離的增加，這種衰減是指數(shù)增長的，因而傳輸距離會受到極大的限制。解決問題的關(guān)鍵便是引入量子中繼。

近十年來，人們在實(shí)現(xiàn)長程量子通信的關(guān)鍵技術(shù)，如單光子源、量子存儲等方面都取得了長足的進(jìn)展，“這都為最終實(shí)現(xiàn)可用的量子中繼，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的量子通信打下了基礎(chǔ)。”韓永建表示。而未來，在另一個可能的長程量子通信方案——自由空間中的星地傳輸方面，我國的研究水平也必將一馬當(dāng)先。我國已率先發(fā)射了墨子衛(wèi)星，建立了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)平臺，今后隨著研究深入，人們將更清楚這兩種不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

10年內(nèi)“飛”入千萬家

如此高精尖的量子通信技術(shù)，未來有哪些用武之地，又將如何惠及普通大眾？中科大合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室副研究員袁嵐峰對科技日報記者說，“量子通信最大的優(yōu)越性就在于保密，只要有消費(fèi)者認(rèn)為自己的信息值得高度保密，量子通信就不乏潛在的用戶。目前已經(jīng)有政府和金融單位在試用量子通信產(chǎn)品”。潘建偉院士也曾表示，如果沒有信息安全，所有重要的應(yīng)用都是無法運(yùn)行的。假如你有一輛無人駕駛汽車，別人用信號控制一下它怎么辦？作為迄今唯一被證明理論上無條件安全的量子通信，“它可以覆蓋到所有需要信息安全的地方”。

量子通信民用普及的程度取決于其成本下降的快慢，袁嵐峰介紹，量子保密通信的終端機(jī)，五年間成本就從百萬元下降到一二十萬元左右，降幅近10倍。他估計，在可預(yù)見的未來，終端設(shè)備還可能降至萬元以下，進(jìn)入家庭是完全可能的，會有廣闊的消費(fèi)者市場。

潘建偉也曾展望，希望通過10年左右的努力，將來每個人在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行的轉(zhuǎn)款、支付等消費(fèi)行為，都能夠享受到量子通信的安全保障。

未來天地量子通信的鏈路正在打開

中科院院士、南京郵電大學(xué)教授尹浩預(yù)測，到2020年，中國區(qū)域量子通信網(wǎng)絡(luò)可成熟應(yīng)用；到2030年，星地一體的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)即可投入應(yīng)用。潘建偉則詳細(xì)地描述了未來的圖景——隨著衛(wèi)星的發(fā)射，未來天地量子通信的鏈路就打開了，打開后我們就可以暢想，也許將來天上不止一顆星，會有幾顆甚至幾十顆星。“或者可以把我們的設(shè)備搭載到我國現(xiàn)有的一些星群上面，構(gòu)成一個星座。有了星座之后，就可以非常方便地來實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的量子密鑰分發(fā)。我想這是對量子通信未來發(fā)展非常重要的一步?！?/p>

“以先賢的名義，做前無古人的事業(yè)”，這是感動中國評委對潘建偉的頒獎詞。“墨子”號的上天，之所以有前無古人的意義，袁嵐峰認(rèn)為，緣于它標(biāo)志著中國即將開啟一個全新的產(chǎn)業(yè)，這從人類進(jìn)入現(xiàn)代社會以來還是第一次。“中國的高鐵現(xiàn)在已是世界領(lǐng)先，但日本早就有新干線了；華為在通信領(lǐng)域做到世界第一，但通信行業(yè)也早已存在。只有量子通信，在國際上是沒有先例的，所以這個中國首創(chuàng)的產(chǎn)業(yè)歷史意義非常重大。以潘建偉、郭光燦、杜江峰為代表的一批科學(xué)家所開創(chuàng)的業(yè)績，是時代的最強(qiáng)音。”

未來，我國量子科學(xué)家“夢之隊(duì)”，必將在究天人之際、與科學(xué)“糾纏”的求索之路上始終不渝地走下去，完成先賢未竟的事業(yè)。