全省政協十三屆一次例會首場“委員通道”3月3日在人民會堂北大廳舉辦。全省政協委員、中科院教授、中國科技學院常務副院長潘建偉在“委員通道”表示，量子通訊原理上可以提供一種不能破解、不能監聽的安全信息傳輸方法，它在國防、政務、金融、個人信息保護等方面都起到了積極的作用。通過未來5—10年的努力，我們希望才能建立一個天地一體化的量子保密通訊網路，來保護千家萬戶的信息安全。
從理想王國走到了現實王國
2018年1月21日，“2017科技峰會”頒獎儀式在衛視演播大廳隆重召開。潘建偉領銜的“天地一體化廣域量子通訊技術研究團隊”入選年度科技創新團隊。中國科大學教授白春禮為該團隊頒獎。
“天地一體化廣域量子通訊技術研究團隊”經過歷時10余年的協同攻關，取得了天地一體化廣域量子通訊技術的重大突破。自主研發了世界上首顆量子科學實驗衛星“墨子號”，在國際上率先實現千公里級的星地量子通訊，完滿實現全部既定科學目標；國家量子保密通訊“京滬干線”通過總技術初驗，促使我國的量子通訊研究水平全面處于國際領先地位。結合“京滬干線”與“墨子號”的天地鏈路，中國和俄羅斯之間在國際上首次成功實現了距離達7600公里的洲際量子秘鑰分發，標志著天地一體化廣域量子通訊網路雛型早已產生。用潘建偉的話說，千公里級的星地單向量子通訊，總算“從理想王國走到了現實王國”。
前面提及的“量子通訊”，是借助量子比特作為信息載體來傳輸信息的通訊技術，可在確保信息安全、增大信息傳輸容量等方面突破精典信息技術的極限。量子通訊有兩種最典型的應用，一種是量子秘鑰分發，另一種是量子隱型傳態。量子秘鑰分發克服了精典加密技術內在的安全隱患量子傳輸 設備，是迄今為止惟一被嚴格證明是原理上無條件安全的通訊方法，可以從根本上解決國防、金融、政務、商業等領域的信息安全傳輸問題。
這聽起來“玄而又玄”的“黑科技”正影響改變著我們的現今和未來——我國科學家自主研發的量子通訊武器，早已為60華誕元旦閱兵、黨的“十八大”“十九大”、紀念抗日勝利70華誕閱兵等國家重要政治活動提供了信息安全保障。中國保監會銀行業監管信息報送、中國人民建行人民幣跨境收付信息管理系統、中國工商建行網上建行數據異地災備系統、阿里巴巴商業數據加密傳輸等等，用的都是量子保密通訊技術。
堪稱萬米高空向儲錢罐里扔硬幣
中國量子通訊團隊取得了舉世矚目的重要成果，在這當中她們遭到了如何的技術困局？
潘建偉介紹說，在量子通訊技術的研制過程中，首先要面對的是制備單個光量子的技術困局。他舉了一個十分形象的事例，來解釋這一關鍵技術的難度：一個普通的15瓦左右的燈泡每秒鐘輻射出的光量子個數可達百億億個，想要實現單個光量子的制備就好似在這百億億個光量子發射下來的頓時捕捉到其中的某一個，技術難度可想而知。另一個困局是單光子的偵測。單個光子早已是光能量的最小單元，能量是十分微弱的，須要發展出十分精密和高效的單光子偵測技術。具備了單個光量子的制備和偵測能力后，才才能實現安全的量子通訊。這僅僅指的是地面上的量子通訊，而要實現量子衛星與地面的星地通訊難度更可想而知。
“簡單地講幾件事情，你會大致明白到底有多難。”量子通訊技術研究團隊王建宇院長細數了“墨子號”衛星的種種難關，“舉個反例，要從1000公里的高度把一個個光子發射到地面站，這就好比在萬米高空高速飛行的客機上，同時向地面兩個旋轉的投幣口狹長的儲蓄罐掉入一個個硬幣。儲蓄罐的投幣口是狹長的，相當于光的偏振光，它是有方向的，硬幣要把方向對好就能推入去，但是不是扔一個，要兩側同時都扔準才行。”王建宇說，她們做過一個估算量子傳輸 設備，一根火柴劃一下大約有1017個光子，而衛星地面站的偵測能力，相當于在月球上的人不用任何儀器，要發覺在月亮上有人劃了一根火柴。“此外，還要在每秒一億個光子上面，搞明白我們偵測到的是第幾個光子，這種光子都是排好隊的，抓一個就要曉得它是第幾個，這樣就能拿來做秘鑰。而這對于量子通訊的眾多難題而言，只是特別簡單的一個小細節。”王建宇說。
爭分奪秒鋪就量子通天長路
面對這一深刻影響未來的科技競爭，傳統科技強國都在積極整合各方面的研究力量和資源，力爭在量子信息技術大規模應用方面搶占先機。
全球最大的獨立科技研制機構英國公司提出了商業化的廣域量子通訊網路規劃，并考慮建造環加拿大的萬公里量子通訊骨干網路，為微軟、IBM、微軟、亞馬遜等公司的數據中心之間提供量子通訊服務；日本SK電訊提出了環日本量子通訊干線規劃；日本也計劃投資量子通訊…….
因此，我國進一步加碼。國家發改委近來即將啟動國家廣域量子保密通訊骨干網路建設項目，計劃通過10年左右的努力，建成面向“一帶一路”、服務國家戰略需求、規模最大、技術最先進的總里程約3.5萬公里的量子保密通訊互聯網。
中科院在前期基礎上，進一步整合統籌全省院校、科研院所和相關企業的創新要素和優勢資源，最終產生聚焦國家長遠目標和重大需求的原創性、集成性科技創新成果，培植產生戰略性新興產業。
2018年，量子通訊的未來已來，重擔在肩，目標已定：
——研制中高軌量子通訊衛星，量子秘鑰分發量滿足機要部門業務化運行的需求；
——為新一代信息基礎設施“國家廣域量子保密通訊骨干網”的建設提供堅實的技術支撐，滿足金融、政務、電力、電信等行業專網應用需求，實現核心量子通訊元件的全面國產化，產生系統性量子通訊國家技術標準，參與并主導國際技術標準制訂。
與此同時，面向建立覆蓋全球的量子通訊網路遠期目標，我國正計劃建設業務化運行的量子密碼衛星網路，將發射多顆低軌量子通訊衛星組成量子星座，提供覆蓋全球的量子密碼分發服務，量子保密通訊服務將從二維平面擴充到三維空間，星地量子秘鑰分發的實用化和規模化應用正加速到來。
誠如量子通訊團隊的一幅新年挽聯：前仆后繼展天地通訊芳容，爭分奪秒鋪量子通天長路。