新華社上海３月３日電（記者劉斐余曉潔）展望當(dāng)前科技界熾熱的量子通訊的前景，全省政協(xié)委員、中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院常務(wù)副院長潘建偉教授３日表示，未來才能產(chǎn)生天地一體的全球化量子通訊基礎(chǔ)設(shè)施，產(chǎn)生完整的量子通訊產(chǎn)業(yè)鏈和下一代國家主權(quán)信息安全生態(tài)系統(tǒng)潘建偉 量子通訊，建立基于量子通訊安全保障的未來互聯(lián)網(wǎng)，即“量子互聯(lián)網(wǎng)”。
量子通訊，指借助光子的量子狀態(tài)加載并傳輸信息。“從原理上來說，量子通訊是無條件安全的通訊方法。”潘建偉說，“由于作為信息載體的單光子不可分割、量子狀態(tài)不可克隆，可以實(shí)現(xiàn)抗擊任何監(jiān)聽的秘鑰分發(fā)，因而能保證用其加密的內(nèi)容不可破譯。”
信息科技進(jìn)一步發(fā)展面臨著兩大困局，即估算能力困局和信息安全困局：一方面，隨著半導(dǎo)體晶體管的規(guī)格接近納米級，電子的運(yùn)動不再遵循精典數(shù)學(xué)學(xué)規(guī)律，半導(dǎo)體晶體管將不再可靠，知名的“摩爾定理”終將失效；另一方面，芯片側(cè)門、光纜監(jiān)聽、“棱鏡門”等監(jiān)聽與黑客功擊，以及超級計(jì)算機(jī)運(yùn)算速率突破億億次每秒，致使信息面臨著越來越嚴(yán)重的監(jiān)聽和破譯風(fēng)險(xiǎn)。
“量子熱學(xué)在百年來的發(fā)展過程中，早已為解決這種重大問題作好了打算。”潘建偉說。
潘建偉、陸朝陽等不久前在國際上首次實(shí)現(xiàn)基于半導(dǎo)體量子點(diǎn)的高效率和高全同性的單光子源潘建偉 量子通訊，綜合性能達(dá)到國際最優(yōu)，為實(shí)現(xiàn)基于固態(tài)體系的大規(guī)模光子糾纏和量子信息處理技術(shù)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。
潘建偉介紹量子通訊的發(fā)展路線時(shí)表示，可以通過光纖實(shí)現(xiàn)城域量子通訊網(wǎng)路、通過中繼器聯(lián)接實(shí)現(xiàn)城際量子網(wǎng)路、通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通訊，最終構(gòu)成廣域量子通訊網(wǎng)路。
２０１６年下半年，“京滬干線”大尺度光纖量子通訊骨干網(wǎng)正式建成。“這條量子干線聯(lián)接天津與大連，貫穿山東徐州、安徽安慶等地，是千公里級高可信、可擴(kuò)充的廣域光纖量子通訊網(wǎng)路，屬世界首例。它建成后將廣泛用于金融、政務(wù)等領(lǐng)域信息的安全傳輸。”潘建偉說。
潘建偉領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)，不僅在量子通訊科研方面取得了突破性進(jìn)展之外，還著重在量子估算與模擬、量子精密檢測方面展開攻關(guān)。
潘建偉說，量子估算借助量子態(tài)的疊加性質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)估算能力的飛越。例如，求解一個億億億變量的多項(xiàng)式組，借助億億次的海珠二號須要１００年。借助量子計(jì)算機(jī)則只需０．０１秒。
據(jù)介紹，這將為解決密碼剖析、氣象預(yù)報(bào)、藥物設(shè)計(jì)、金融剖析等大規(guī)模估算困局提供全新的方案。量子模擬機(jī)則可視為解決個別特定問題的“專用”量子計(jì)算機(jī)，可有效闡明一些復(fù)雜化學(xué)系統(tǒng)的規(guī)律。
“英國《自然》雜志在一篇文章手指出，在不久的將來，借助量子模擬闡明低溫超導(dǎo)和高效氮固化等的機(jī)制，指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)每年有望形成數(shù)百億港元的直接經(jīng)濟(jì)效益，還可以為實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的通用量子計(jì)算機(jī)奠定基礎(chǔ)。”潘建偉說。
他還表示，量子精密檢測可以實(shí)現(xiàn)對重力、時(shí)間、位置等化學(xué)參數(shù)的超高靈敏度檢測，大幅度提高導(dǎo)航、定位、資源鉆探和醫(yī)學(xué)檢查等的確切性和精度。