雖然從過去摩斯電碼到電報(bào)、傳真、再到聯(lián)通電話、網(wǎng)絡(luò)通訊,其信息安全的隱患都是仍然存在的。
而在量子通訊則因其不可被分割、無法被克隆等特點(diǎn)*,做到不可被盜取與絕對(duì)安全。
注:首先,光量子是不可被分割的,已是光能量的最小單位了。所以監(jiān)聽者未能采用將光子分成兩半的方法(一半用于獲取秘鑰,一半用于傳輸給接收方防止被發(fā)覺)泄露信息。并且,光量子還具有難以克隆性。緣由是光量子本身是難以確切檢測(cè),所以監(jiān)聽者就難以通過確切檢測(cè)光子,克隆出一個(gè)一模一樣的光子以獲取信息。換句話說,就是在量子通訊傳輸信息的過程中,信息一旦被泄露,就一定會(huì)被發(fā)覺。
當(dāng)時(shí)鉆研了一個(gè)月,認(rèn)為這方案成熟后了,潘建偉便向小組報(bào)告了自己的構(gòu)想。
豈料報(bào)告結(jié)束后,全組人竟無一人應(yīng)答。
正當(dāng)潘建偉驚訝之時(shí),導(dǎo)師塞林格過了好半天才為他解開了疑問:
“潘,你不曉得這就是量子態(tài)隱型傳輸?shù)睦碚摲桨竼幔苛硗庖粋€(gè)小組就正在打算這個(gè)實(shí)驗(yàn)!”
潘建偉確實(shí)不曉得。
但這也正中其下懷,很快他便主動(dòng)抱病加入該實(shí)驗(yàn)組。
而這一懇求,也漸次改變了潘建偉今后的命運(yùn)。
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一年后的1997年,該小組便在上發(fā)表了一篇題為《實(shí)驗(yàn)量子隱型傳態(tài)》()的論文。
當(dāng)時(shí),27歲的潘建偉正是第二作者。
隨即,他與朋友又先后在國際上首次完成了量子糾纏交換,三光子、四光子糾纏及其非定域性檢驗(yàn),量子糾纏純化等重要實(shí)驗(yàn)。
在美國耕耘多年,潘建偉也認(rèn)為差不多該歸國實(shí)現(xiàn)當(dāng)年的構(gòu)想了。
但剛博士結(jié)業(yè)的潘建偉也明白,想要在中國將這顆量子的種子埋下實(shí)屬不易。
那時(shí),國外的量子信息研究仍然是一張白紙,除了少有人懂,有時(shí)侯就會(huì)被覺得是“偽科學(xué)”。
每次他提及此構(gòu)想,他人總是要問他“這個(gè)東西美國有沒在搞?”“到底靠譜不靠譜?”
在這些情況下,想要申請(qǐng)到國外科研經(jīng)費(fèi)自然難于上青天。
不過天無絕人之路。
原先他在1997年在上發(fā)表的論文,正好在1999年被評(píng)為“百年化學(xué)學(xué)21篇精典論文”。
這個(gè)實(shí)驗(yàn),也被公覺得量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作。
值得一提的是,與該成就并列的還包括倫琴發(fā)覺X射線、愛因斯坦構(gòu)建相對(duì)論、沃森和克里克發(fā)覺DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)等。
這陣容強(qiáng)悍得驚人。
潘建偉也以這些特殊的形式,向自己素未相熟的“導(dǎo)師”愛因斯坦致敬。
很快,這個(gè)消息就傳到了國外,潘建偉的名子也一炮而紅。
時(shí)來運(yùn)轉(zhuǎn),他遞交的科研項(xiàng)目,也總算獲得了支持。
拿著700萬資金,潘建偉便開始在母校中科大著手成立實(shí)驗(yàn)室。
但是在這些情況下,指責(zé)聲依舊揮之不去。
有人甚至說他是“假歸國、真詐騙”。
對(duì)于這么誅心的指責(zé),潘建偉并沒有呈口舌之快。
他還能做的,只有埋首干,盡早掏出成績。
雖然作出科研成果,才是對(duì)抗這諸多指責(zé)聲的最有力還擊。
果然,在不到一年的時(shí)間,他的研究組就在世界權(quán)威刊物《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表了7篇論文。
而當(dāng)時(shí)國外院校,在該刊物上一年也發(fā)不了幾篇。
雖然,當(dāng)時(shí)國外量子信息領(lǐng)域的研究水平和人才儲(chǔ)備都是很薄弱的。
想要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的從無到有,還須要一番底蘊(yùn)。
而為了不與世界相悖,潘建偉也過上了“候鳥”般的生活,國外外兩頭跑。
到2009年,完成了技術(shù)和人才的積累后,潘建偉才決定“是時(shí)侯徹底搬家了”。
辭去美國的職位后,潘建偉便將美國的實(shí)驗(yàn)室整個(gè)遷回了中科大。
“搬家的清單足足列了120頁,大到激光器量子物理的應(yīng)用論文,小到12毫米的鏡框,全部搬歸國了。”
而曾經(jīng)由潘建偉“量身定做”送往海外頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室的年青人,也在他的預(yù)期內(nèi)相繼歸國,組成了如今的“潘之隊(duì)”。
潘建偉領(lǐng)銜的量子科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)
而行至今日,潘建偉團(tuán)隊(duì)也在成長過程中收獲一系列震撼的成功,屢創(chuàng)世界第一。
首次實(shí)現(xiàn)五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱型傳輸;
首次實(shí)現(xiàn)16公里自由空間量子態(tài)隱型傳輸;
首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了八光子薛定諤貓態(tài);
借助八光子糾纏,首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò);
首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了百公里量級(jí)的自由空間量子隱型傳態(tài)和糾纏分發(fā);
首次實(shí)現(xiàn)多自由度量子隱型傳態(tài),這也被美國數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)(World)評(píng)為“2015年度十大化學(xué)學(xué)突破”......
但在這眾多成就中,最讓潘建偉自豪的,其實(shí)還是2016年全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”。
這也標(biāo)志著世界首次實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星和地面之間的量子通訊。
而在這之前,沒有任何可以借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)。
從過去模仿,到如今獨(dú)創(chuàng),這世界第一顆量子衛(wèi)星的發(fā)射,給了我國科學(xué)家極大的自信。
封面上的“墨子”號(hào)
到2017年8月10日,“墨子號(hào)”也宣布完成了三大科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù):量子糾纏分發(fā)、量子秘鑰分發(fā)、量子隱型傳態(tài)。
此后,它將與“京滬干線”一同建立起我國天地一體化廣域量子通訊網(wǎng)路。
這也意味著,將來我國國防、政務(wù)、金融、商業(yè)等領(lǐng)域,信息都將得到絕對(duì)的保密與安全。
2017年潘建偉被評(píng)為《》年度十大科學(xué)人物
雖然隨著量子通訊技術(shù)逐漸邁向?qū)嵱没瑖H上,信息安全領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)也將愈加激烈。
從U盤有“后門”,到“斯諾登”事件,再到你們以為很安全的海底光纜都可以通過導(dǎo)彈監(jiān)聽。
無論個(gè)人隱私,還是國家安全,這種信息泄露的嚴(yán)重后果,你們也有目共睹。
現(xiàn)今有報(bào)導(dǎo)的全球范圍內(nèi),由于個(gè)人隱私泄漏所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失,早已達(dá)上千億美金。
而量子通訊,正是當(dāng)前被證明無條件、“絕對(duì)”安全的通訊手段。
可以毫不夸張地說,在未來沒有量子通訊的國家,其信息安全在別國看上去就等同于透明。
而沒有信息安全量子物理的應(yīng)用論文,也就意味著沒有國家安全。
在過去傳統(tǒng)的信息安全領(lǐng)域,中國始終落后于他國。
但自從“潘之隊(duì)”成立后,我國起碼在全球量子通訊領(lǐng)域成為了領(lǐng)頭羊。
在國際形勢(shì)嚴(yán)峻的當(dāng)下,各國紛爭(zhēng)不斷。
中俄貿(mào)易戰(zhàn)爭(zhēng)打響后,便不斷持續(xù)升級(jí)。
而中興風(fēng)波也如同給了中國當(dāng)頭一喝,讓人感慨良多。
人民晚報(bào)評(píng)論道:只有把核心技術(shù)把握在自己的手中,能夠真正把握競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。
所以在未來,我們?nèi)皂氁鸩奖3诌@領(lǐng)先地步。
2018年3月,在全省人代會(huì)期間,潘建偉也表示:
“期盼在我有生之年,能親眼見到以量子估算為終端、以量子通訊為安全保障的量子互聯(lián)網(wǎng)的誕生。”
量子熱學(xué)最大的神秘之一,就是檢測(cè)的本質(zhì)誰也不曉得。
如同薛定諤的貓,你沒打開袋子之前,永遠(yuǎn)不曉得貓的狀態(tài)。
科學(xué)最大的魅力,就在于一切皆有可能,而中國的未來更是這么。
*參考資料
陳宇翱.害怕信息泄漏?你可能要多學(xué)點(diǎn)量子化學(xué)學(xué).墨子沙龍.2017
潘建偉教授淺顯解釋“量子通訊”.中國科普博覽.2016.09.21
謝飛君.潘建偉:讓中國量子科學(xué)從跟隨者變趕超者.中國高新科技.2017
包松婭.剖析潘建偉的“量子人生”.人民政協(xié)報(bào).2014.12.1
