雖然從過去摩斯電碼到電報、傳真、再到聯通電話、網絡通訊,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*,做到不可被盜取與絕對安全。
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,所以監聽者就難以通過確切檢測光子,克隆出一個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,就一定會被發覺。
當時鉆研了一個月,認為這方案成熟后了,潘建偉便向小組報告了自己的構想。
豈料報告結束后,全組人竟無一人應答。
正當潘建偉驚訝之時,導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隱型傳輸的理論方案嗎?另外一個小組就正在打算這個實驗!”
潘建偉確實不曉得。
但這也正中其下懷,很快他便主動抱病加入該實驗組。
而這一懇求,也漸次改變了潘建偉今后的命運。
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一年后的1997年,該小組便在上發表了一篇題為《實驗量子隱型傳態》()的論文。
當時,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,量子糾纏純化等重要實驗。
在美國耕耘多年,潘建偉也認為差不多該歸國實現當年的構想了。
但剛博士結業的潘建偉也明白,想要在中國將這顆量子的種子埋下實屬不易。
那時,國外的量子信息研究仍然是一張白紙,除了少有人懂,有時侯就會被覺得是“偽科學”。
每次他提及此構想,他人總是要問他“這個東西美國有沒在搞?”“到底靠譜不靠譜?”
在這些情況下,想要申請到國外科研經費自然難于上青天。
不過天無絕人之路。
原先他在1997年在上發表的論文,正好在1999年被評為“百年化學學21篇精典論文”。
這個實驗,也被公覺得量子信息實驗領域的開山之作。
值得一提的是,與該成就并列的還包括倫琴發覺X射線、愛因斯坦構建相對論、沃森和克里克發覺DNA雙螺旋結構等。
這陣容強悍得驚人。
潘建偉也以這些特殊的形式,向自己素未相熟的“導師”愛因斯坦致敬。
很快,這個消息就傳到了國外,潘建偉的名子也一炮而紅。
時來運轉,他遞交的科研項目,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驗室。
但是在這些情況下,指責聲依舊揮之不去。
有人甚至說他是“假歸國、真詐騙”。
對于這么誅心的指責,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,才是對抗這諸多指責聲的最有力還擊。
果然,在不到一年的時間,他的研究組就在世界權威刊物《物理評論快報》上發表了7篇論文。
而當時國外院校,在該刊物上一年也發不了幾篇。
雖然,當時國外量子信息領域的研究水平和人才儲備都是很薄弱的。
想要實現實驗室的從無到有,還須要一番底蘊。
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,完成了技術和人才的積累后,潘建偉才決定“是時侯徹底搬家了”。
辭去美國的職位后,潘建偉便將美國的實驗室整個遷回了中科大。
“搬家的清單足足列了120頁,大到激光器量子物理的應用論文,小到12毫米的鏡框,全部搬歸國了?!?span style="display:none">vaB物理好資源網(原物理ok網)
而曾經由潘建偉“量身定做”送往海外頂級實驗室的年青人,也在他的預期內相繼歸國,組成了如今的“潘之隊”。
潘建偉領銜的量子科學研究團隊
而行至今日,潘建偉團隊也在成長過程中收獲一系列震撼的成功,屢創世界第一。
首次實現五光子糾纏和終端開放的量子態隱型傳輸;
首次實現16公里自由空間量子態隱型傳輸;
首次實驗實現了八光子薛定諤貓態;
借助八光子糾纏,首次實驗實現了拓撲量子糾錯;
首次實驗實現了百公里量級的自由空間量子隱型傳態和糾纏分發;
首次實現多自由度量子隱型傳態,這也被美國數學學會(World)評為“2015年度十大化學學突破”......
但在這眾多成就中,最讓潘建偉自豪的,其實還是2016年全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”。
這也標志著世界首次實現了衛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驗。
從過去模仿,到如今獨創,這世界第一顆量子衛星的發射,給了我國科學家極大的自信。
封面上的“墨子”號
到2017年8月10日,“墨子號”也宣布完成了三大科學實驗任務:量子糾纏分發、量子秘鑰分發、量子隱型傳態。
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路。
這也意味著,將來我國國防、政務、金融、商業等領域,信息都將得到絕對的保密與安全。
2017年潘建偉被評為《》年度十大科學人物
雖然隨著量子通訊技術逐漸邁向實用化,國際上,信息安全領域的競爭也將愈加激烈。
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彈監聽。
無論個人隱私,還是國家安全,這種信息泄露的嚴重后果,你們也有目共睹。
現今有報導的全球范圍內,由于個人隱私泄漏所導致的經濟損失,早已達上千億美金。
而量子通訊,正是當前被證明無條件、“絕對”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用論文,也就意味著沒有國家安全。
在過去傳統的信息安全領域,中國始終落后于他國。
但自從“潘之隊”成立后,我國起碼在全球量子通訊領域成為了領頭羊。
在國際形勢嚴峻的當下,各國紛爭不斷。
中俄貿易戰爭打響后,便不斷持續升級。
而中興風波也如同給了中國當頭一喝,讓人感慨良多。
人民晚報評論道:只有把核心技術把握在自己的手中,能夠真正把握競爭和發展的主動權。
所以在未來,我們仍須要,逐步保持這領先地步。
2018年3月,在全省人代會期間,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網的誕生?!?span style="display:none">vaB物理好資源網(原物理ok網)
量子熱學最大的神秘之一,就是檢測的本質誰也不曉得。
如同薛定諤的貓,你沒打開袋子之前,永遠不曉得貓的狀態。
科學最大的魅力,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?你可能要多學點量子化學學.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”.人民政協報.2014.12.1