潘建偉：量子衛星歐美不玩 中國正在領(lǐng)跑

　　ICCSZ訊    離8月16日世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗衛星“墨子號”成功發(fā)射升空已有月余。理論意義上不懼怕任何監聽(tīng)的量子通信，在刷屏同時(shí)，是否真正能做到絕對安全、是不是被歐美科研拋棄的質(zhì)疑，一直不絕于耳。資本市場(chǎng)的熱捧，更是讓不少量子概念“一擁而上”。從對撞機建否的觀(guān)點(diǎn)碰撞，到對量子通信的質(zhì)疑，科學(xué)歡迎爭鳴、卻也分真假。

　　20日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(cháng)、中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng )新中心主任潘建偉院士在上海參加“對話(huà)張江”活動(dòng)時(shí)，對量子通信的一些問(wèn)題作了解讀。

　　關(guān)于安全：抗干擾能力如何?是否夠穩定?

　　量子衛星上天后，網(wǎng)絡(luò )上有文章質(zhì)疑表示，這是不是歐美不玩的領(lǐng)域?如果是歐美都做不好的，我們能做好嗎?針對在量子通信領(lǐng)域的國際競爭格局，潘建偉表示，中國正在領(lǐng)跑，歐美也在加緊布局。

　　例如近期，美國國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì )(NSTC)發(fā)布題為《發(fā)展量子信息科學(xué)：國家的挑戰與機遇》的報告。今年5月，歐盟委員會(huì )在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的歐洲量子會(huì )議上宣布，計劃啟動(dòng)10億歐元量子技術(shù)旗艦計劃。

　　“過(guò)去我們的科研跟跑的年數太久了，很多人甚至認為好的東西都得跟在歐美后面才合理，這種感受很不好。這就是我們取名‘墨子號’的原因。”潘建偉說(shuō)，墨子最早用實(shí)驗證明光沿著(zhù)直線(xiàn)傳播，提出粒子概念和牛頓慣性定律的雛形，因此被稱(chēng)為“科圣”。“我們想用名字提醒大家，中國人也可以做很好的科學(xué)。從前有、現在有，將來(lái)會(huì )有更多。”

　　對于量子通信的安全性，網(wǎng)絡(luò )上有質(zhì)疑聲音認為，如果說(shuō)當一段密碼信息被竊聽(tīng)，就會(huì )改變量子的狀態(tài)而暴露竊聽(tīng)行為，這一段密碼會(huì )被廢棄;那么，如果這種竊聽(tīng)行為一直存在，密碼一直廢棄，是不是意味著(zhù)密鑰永遠無(wú)法傳輸，絕對安全其實(shí)犧牲了傳輸的穩定性?

　　面對這一質(zhì)疑，潘建偉回應表示，上述描述的狀態(tài)，是對通信的過(guò)程造成干擾。如果干擾一直在進(jìn)行，其他的通信模式同樣無(wú)法繼續。無(wú)論是量子通信，還是傳統通信，如果想要其無(wú)法進(jìn)行，進(jìn)行干擾的成本是一樣的。

　　“傳統通信的抗干擾能力并不比量子通信強，只不過(guò)平時(shí)別人不想干擾你，恨不得你一直在說(shuō)，以竊取更多的信息。”潘建偉說(shuō)，舉例來(lái)說(shuō)，如果有竊聽(tīng)者控制了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )，無(wú)論是經(jīng)典通信、量子通信，都無(wú)法繼續進(jìn)行。但如果沒(méi)有控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò )，量子的測不準等原理，可以讓傳輸做到無(wú)條件安全。

　　事實(shí)上，不少人也擔心，現在的量子通信只是密鑰是通過(guò)量子加密的，其他信息還是經(jīng)典通信，能實(shí)現絕對安全嗎?

　　潘建偉表示，已有無(wú)數實(shí)驗證明了量子糾纏態(tài)的原理。兩顆處于糾纏態(tài)的粒子，如果對其中一個(gè)進(jìn)行測量，實(shí)驗數據中100KM外的另一個(gè)粒子也會(huì )發(fā)生相應塌縮。“或許我們現在還不明白為什么會(huì )產(chǎn)生塌縮，但這并不妨礙以此為基礎進(jìn)行有用的嘗試。”

　　量子加密傳輸就是嘗試之一。潘建偉介紹，平時(shí)的電話(huà)、郵件等溝通，經(jīng)典通信已經(jīng)能做到很好，只需要將密碼通過(guò)量子加密完成，解決安全問(wèn)題即可，無(wú)需將多種大容量的信息都進(jìn)行量子傳輸。

　　關(guān)于未來(lái)：“墨子號”衛星是一錘子買(mǎi)賣(mài)嗎?

　　對于量子衛星的未來(lái)規劃，潘建偉希望，五年內衛星全天時(shí)“通信”，盡快形成“星群”完成廣域傳輸。

　　原定于7月就擇機發(fā)射的“墨子號”最終選擇了8月中旬正式升空，推遲了近1個(gè)月的原因一直被猜測。潘建偉介紹，發(fā)射前忽然發(fā)現激光器能量快速下降，如果盲目發(fā)射，“墨子號”就可能成為一個(gè)“瞎子”，無(wú)法完成高空到地面的光束對準。“不過(guò)發(fā)射月余至今，墨子號所有在軌測試都是很良好的，我們對于完成后續實(shí)驗很有信心。”

　　看似2011年立項、2016年發(fā)射的量子衛星只走過(guò)了五年時(shí)光，事實(shí)上來(lái)自多領(lǐng)域的技術(shù)團隊為其儲備了20年的時(shí)間，用上了看家本領(lǐng)。潘建偉認為，這并非一家、一人的成果。

　　例如，中科院上海技術(shù)物理研究所、中科院成都光電所提供的光學(xué)跟秒技術(shù);中科院微小衛星創(chuàng )新研究院為衛星解決穩定性問(wèn)題等。潘建偉介紹，自己的技術(shù)團隊主要負責的是從光束釋放的萬(wàn)萬(wàn)億光子中，過(guò)濾掉太陽(yáng)光，找出一個(gè)個(gè)光子并加載信息，“就要比大海撈針還要精確”。

　　但是，未來(lái)想要實(shí)現廣域的量子通信，一顆衛星還遠遠不夠。“墨子號”如同一個(gè)探路者，承擔著(zhù)探索和研究等多重任務(wù)。“譬如說(shuō)，一顆衛星從軌道上每天經(jīng)過(guò)上海大概只有一軌，也就只有幾百秒，每秒鐘可以送1萬(wàn)個(gè)密鑰，幾百秒可以送幾百萬(wàn)密鑰的信息。而有這么多用戶(hù)，還遠遠不夠。”潘建偉說(shuō)。

　　潘建偉表示，希望能再通過(guò)五年時(shí)間，有至少兩顆衛星都可以在白天做實(shí)驗，解決衛星與衛星之間通訊全天時(shí)的問(wèn)題。再通過(guò)十年左右的努力，形成“星群”，與地面的臺站結合，逐步構建起天地一體的量子通信廣域傳輸網(wǎng)絡(luò )。

　　關(guān)于產(chǎn)業(yè)化：受資本市場(chǎng)追捧好不好?

　　對于量子衛星的產(chǎn)業(yè)化，潘建偉表示，要穩步推進(jìn)，不能讓一些李鬼把概念亂用。

　　“墨子號”升空后，量子通信成為科學(xué)界絕對的“網(wǎng)紅”，也成為資本市場(chǎng)追捧的方向。根據不完全統計，目前資本市場(chǎng)的量子概念股就不下十家。在電商平臺上搜索，還有不少“量子弱磁場(chǎng)檢測儀”等產(chǎn)品，甚至還滋生出“量子醫學(xué)”的概念。

　　“量子通信的概念炒得過(guò)熱，我有些擔心，這并不是科學(xué)的態(tài)度”。潘建偉說(shuō)，一方面民眾對科學(xué)概念的崇尚產(chǎn)生出崇拜感，而另一方面科普宣傳做得還不夠，不少商家就用“概念”包裝，欺騙民眾。

　　潘建偉舉例說(shuō)，前一陣子還有親戚說(shuō)，掛了一個(gè)量子掛墜在胸前，它每天能輻射出一些東西，可以防癌;前陣子還有人說(shuō)用“量子波”打到油桃上面，這個(gè)油桃長(cháng)出來(lái)就會(huì )對身體特別好。“聯(lián)想到當年有人炒作所謂的‘納米水’，讓人哭笑不得。”

　　專(zhuān)家指出，量子技術(shù)的前景應用非常好，但真正應用到百姓生活起碼還要10到15年。由于成本高等因素，目前量子通信的用戶(hù)主要還是政府、軍方、金融機構、大型企業(yè)等。潘建偉表示，如果光纖鋪到千家萬(wàn)戶(hù)且都改造了設備，在手機上增加量子傳輸密鑰的芯片，15年后進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)也并非不可能。

　　“李鬼亂搞可能把量子的概念亂用了。好多公司傍上概念，也是為了在資本市場(chǎng)套取好處。”潘建偉說(shuō)，廣大投資者在投資量子概念股、使用量子產(chǎn)品也要搞清楚，究竟是不是“真量子”。如果自己無(wú)法判斷，歡迎來(lái)請教相關(guān)科學(xué)家。

　　2016“對話(huà)張江”全媒體訪(fǎng)談活動(dòng)，由上海市張江高新區管委會(huì )、中國經(jīng)濟信息社、新華網(wǎng)、上海證券報共同主辦;恒豐銀行上海分行聯(lián)合主辦。