“墨子號”量子科學實驗衛星與阿里量子隱型傳態實驗平臺構建天地鏈路。
全球首個規?；孔泳W路：南京城域量子通訊試驗示范網全貌
可能好多人都有過類似的經歷：當一個人想起另一個人的時侯，對方卻能同時覺得到；忽然覺得到有人要給自己打電話，結果電話很快就響了……
我們一般稱之為“心靈感應”，兩個人之間頓時的信息傳遞就是這么微妙，只是常年以來，我們要么覺得純屬巧合，要么干脆斥之為迷信、偽科學。
生活中的許多現象和奧秘，人類暫時還未能解釋。好在，科學對一切未知的東西，并不輕易否定。
20世紀量子理論的出現，顛覆了人類對微觀世界的很多看法。非常是量子糾纏理論的實驗驗證：具有糾纏態的兩個粒子無論相距多遠，只要一個狀態發生變化，另外一個也會頓時發生變化——這不就十分類似于“心靈感應”么？!
其實，這個實驗不是為“心靈感應”做驗證。但基于量子糾纏理論的量子通訊，解決了人類保密通訊的巨大困局。
2016年8月，中國成功發射“墨子號”量子科學實驗衛星。作為航天大國，中國幾乎每年還會成功發射幾顆衛星，此次其實不會再像當初發射第一顆人造衛星“東方紅一號”那樣，出現舉國慶祝的興奮與激動，但在國際上依然造成很大風靡。
“墨子號”是世界首顆量子科學實驗衛星。國際權威學術刊物《自然》曾評價，“國際同行們正在努力追趕中國，中國現今似乎是衛星量子通訊的世界領導者?！?span style="display:none">kJE物理好資源網(原物理ok網)
量子通訊是迄今惟一安全性得到嚴格證明的通訊方法。
對保密通訊的需求自古就有，且無處不在。大至國家安全、商業秘密，小至個人隱私，都無一例外地與此息息相關。
高中課本中有一篇你們熟知的課文《信陵君竊符救趙》，出自《史記·魏公子列傳》，述說魏公子信陵君盜魏王兵符、絞殺晉鄙、卻秦存趙的故事，其中解決問題的死結，即中國唐代的身分驗證工具——虎符。
在中國唐代，兵符乃兵甲之符，是唐代臣子授予將臣節度使和調兵遣將的兵符?！盎⒎狈譃樽笥覂砂?，需調兵時，由清廷使者持右半符抵達，部隊長官將右半符與左半符驗合后，部隊即按使者傳達的命令行動。
古埃及斯巴達人使用的密碼棒，其實是人類最早使用的文字加密揭秘工具：把長帶子狀牛皮紙纏繞在圓木棍上，之后在里面寫字；解下牛皮紙后，里面只有零亂無章的字符，只有再度以同樣的方法纏繞到同樣粗細的圓木棍上，就能看出所寫的內容。
保密和竊密，自始至終糾纏不已。為了保密，人類不得不在加密技術上不斷探求創新。從用紙筆或簡單機械實現加揭秘的“古典秘法體制”，到莫爾斯發明電報實現加揭秘的“近代密碼體制”，再到以電子密碼催生的“現代密碼體制”，不斷飆升。
保密與竊密的攻守雙方，基本都是在加密、破譯的反復之中循環著。其實機關算盡，但要確保保密通訊萬無一失量子糾纏通訊，仍需絞盡腦汁。
現代密碼體制中量子糾纏通訊，無論是對稱密碼體制還是非對稱密碼體制，其安全性都是基于物理的復雜性，與計算機的估算能力相關聯。上世紀90年代，隨著量子算法的提出，人們意識到，量子計算機在并行運算上的強悍能力，使它能快速完成精典計算機難以完成的估算，一旦研發成功，將對現行所有密碼體制造成嚴重恐嚇。這話聽上去不免讓人膽戰心驚。但量子保密通訊技術，讓人類看見了“永不泄露”的曙光，可以做到不可監聽、不可破譯。
神奇的是，量子通訊具備有“反監聽”功能。借助光子的量子態作為秘鑰本身的載體，收發雙方通過量子檢測的方式，才能測量出這種光子在傳輸過程中是否受到了監聽者的監聽。
不僅量子保密通訊外，量子通訊中還有另一種應用方法，即量子隱型傳態。量子隱型傳態是借助已分發的量子糾纏，把粒子的量子狀態傳送至遙遠距離。在量子糾纏的幫助下，待傳輸的量子態在一個地方神秘地消失，不須要任何載體的攜帶，以光速又在另一個地方神秘地出現，但是不是巧合。
《西游記》中的神仙、妖怪常常玩“失蹤”，孫悟空一個跟頭能夠翻出去十萬八千里，現代懸疑小說中描寫的“星際穿越”，以及仙俠小說中的“乾坤大挪移”，過去都只當是科學幻想。如今看來，這種不是不可行，而是有可能。
量子通訊因其安全性和寬廣的應用前景，很快成為國際上量子化學和密碼學的研究熱點，深受各國政府和相關研究機構的廣泛關注。
1992年，加拿大和美國的科學家首次實現了世界上第一個量子秘鑰分發，傳輸距離32分米，由此拉開了量子通訊實驗研究的帷幕。怎樣大幅度提升量子保密通訊的距離，成為重要研究方向，各國科研機構都競相在這一領域加碼。
1997年，加拿大蔡林格小組在室外首次完成了量子隱型傳態的原理性實驗驗證；2004年，該小組借助多瑙河底的光纖信道，成功地將量子隱型傳態距離提升到了600米。
正是在這個時侯，潘建偉和他的研究團隊，開始走入人們的視野。一系列驕人的研究成果，不斷給人們帶來驚喜。
1996年，從中國科學技術學院結業的潘建偉，赴德國因斯布魯克學院留學，師從量子實驗研究的知名學者安東·蔡林格院士。1997年，還是博士研究生的潘建偉以第二作者身分發表了題為《實驗量子隱型傳態》的論文。這個實驗，被公覺得量子信息實驗領域的開山之作。該論文與“愛因斯坦構建相對論”等劃時代的論文一齊被《自然》雜志選為“百年化學學21篇精典論文”。
潘建偉1999年博士結業的時侯，國外的量子信息研究還處于剛才起步的階段。2001年，潘建偉在中國科學技術學院成立量子化學與量子信息實驗室，經過10多年的努力，帶出了一支聲震國際的量子“夢之隊”。
從32分米到100公里，時間用了不到20年，卻打開了量子通訊邁向應用的房門。2006年夏，潘建偉小組和法國洛斯阿拉莫斯國家實驗室—歐洲法蘭克福學院—維也納學院聯合研究小組各自獨立實現了引誘態方案，同時實現了超過100公里的引誘態量子秘鑰分發實驗。
由潘建偉任首席科學家的“墨子號”量子科學實驗衛星成功發射后不到一年，2017年9月，世界首列1000公里級量子保密通訊干線——“京滬干線”正式開通。借助量子“京滬干線”與“墨子號”量子衛星的天地鏈路，中科院與法國科大學進行了人類歷史上第一次洲際量子保密通訊視頻通話。
2019年8月15日，國際權威學術刊物《物理評論快報》報道，中國科學家潘建偉研究團隊在國際上首次成功實現高維度量子體系的隱型傳態。印度數學學會等發表評論稱，這一成果為發展高效量子網路奠定了堅實的科學基礎，是量子通訊領域的一個里程碑。
值得一提的是，2017年5月3日，潘建偉團隊宣布，借助高品質量子點單光子源，建立了世界首臺針對特定問題的估算能力趕超初期精典計算機的光量子估算截擊機。這意味著，量子估算的技術發展相當迅猛，誕生可以破解精典密碼的量子計算機，其實并不遙遠。
潘建偉說：“我們正處在一個不斷實現和趕超夢想的光榮時代?！边@種信心和情結，讓人欽佩，令人期盼。
道初一尺，魔高一丈?？茖W發展到明天，人類看見的世界，僅僅是整個世界的一小部份。人類未知的世界，多到無法想像。如今也許可以說，量子保密通訊能做到“永不泄露”，但在未來呢？
大膽假定，當心求證。探索未知的夢想，才是人類前進的動力?？茖W正是在不斷懷疑、假設、證實、否定中不斷發展的。
應當向這些執著于窺探未來的人們致敬。古往今來，正是由于有了她們，如潘建偉團隊那樣，仍然鍥而不舍地在與“量子們”的“糾纏”中，追逐夢想，闡明世界奧秘，彰顯神奇力量，能夠讓人類不斷拓展所能認知的更寬廣幅員，直奔起初以為遙不可及的遠方。
(本文圖片由廣東省新聞辦提供)