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潘建伟:手握量子“密钥”的人

发布时间:2019-12-17 03:20:27 所属栏目:经验 来源:中国新闻周刊
导读:潘建伟(左二)在中国科学技术大学一实验室内了解科研情况。图/受访者提供 潘建伟:手握量子密钥的人 在量子领域的群山里 真正的珠穆朗玛峰是量子计算机 物理学家给人们的刻板印象,就像《生活大爆炸》里谢尔顿那样不善言辞,甚至有轻度社交障碍。然而,潘建

1984年,只是中国科大物理系一名普通讲师的郭光灿,还在为区区2000多元的办会经费而奔波。他向学校争取到经费后,在安徽省滁州市琅琊山琅琊寺召开了全国第一届量子光学学术会议,邀请到了50多人参会。而郭所从事的量子科研,当时一度因被质疑为伪科学,申请科研项目时屡屡碰壁。

时光流转,到了2001年,当潘建伟回国组建自己的实验室时,他透露“中科院与基金委给了690万的资金支持,这在当时是笔巨款。”这笔钱是他的团队开展一些小规模前瞻性研究的基础。

在2018年10月末的一场量子技术国际研讨会上,法国科学院院士阿兰·阿斯佩表示,中国同行能走到世界前茅,一方面得益于有非常好的想法,一方面得益于他们能够申请到足够的经费去实现这个想法、达到现在这种规模,这也是中国经济高速发展的结果。

多位从事量子通信领域研究的外国学者都提到,过去,因成本考虑,欧洲和美国都不愿意投资量子卫星。俄罗斯量子中心专门研究量子加密攻防的科学家Vadim Makarov在接受《中国新闻周刊》采访时就表示,“我们没办法说服一些欧洲国家与美国政府对这个领域给予足够的投资,而中国做到了。”

“如果没有国家强大的经费支持,就没有办法做那些实验,只能光在纸上谈兵了。”华南师范大学信息光电子科技学院教授张智明近来接受媒体采访时表示,在量子科学等基础研究方面,国家经费支持强度很大,普通项目也都能申请到七八十万,而一些受重视的大团队,要人有人、要钱有钱,“有些项目的经费多达数千万、上亿元”。

在多个公开场合,潘建伟都提到这种国家支持的意义。“我们正处在一个大时代,更好的说法是新时代,这得益于国家经济的发展,让我们能够做一些让国外的同事也羡慕的事情。”在2017年的未来科学大奖颁奖典礼上,潘建伟如是说。

据大连理工大学一支研究团队今年3月发布的《中国研发经费报告(2018)》,2009~2016年,中国政府研发经费支出从1358亿元增长至约3141亿元,平均年增长率为13%;2017年中国全社会研发经费投入已达1.76万亿元,仅次于美国。

更多资金正在向量子技术领域涌入,拥有全国政协委员身份的潘建伟在其中扮演重要角色。2017年7月,作为量子信息科学国家实验室的先行探索,中国科学院量子信息与量子科技创新研究院揭牌,潘建伟担任院长,安徽省、合肥市首期联合安排了10亿元专项科研资金进行前期配套,安徽省也成立了远期规模可达100亿元的量子技术发展基金支持科技成果转化。2017年年底,合肥量子信息科学国家实验室全面开工,总投资约70亿元。

量子保密通信是什么

上海交通大学电子工程系教授曾贵华向《中国新闻周刊》介绍,量子技术广义上包括量子物理与量子信息技术两大板块。在量子信息技术中,主流的细分领域主要包括四大部分:量子通信、量子计算机、包括量子成像与量子陀螺在内的量子精密测量,以及该领域通用的一些支撑性材料或器件。

潘建伟告诉《中国新闻周刊》,量子通信主要包括量子密钥分发和量子隐形传态。他此前也曾表示,国际上把量子隐形传态、量子纠缠交换和量子密钥分发等几种技术统称为量子通信。量子通信并非狭义化的概念,是指用量子态来传递信息,所传递的信息可以是经典信息,也可以是量子信息。

不过,中科大量子信息重点实验室主任、中科院院士郭光灿在其《量子十问之五:量子密码是量子通信吗?》一文中指出,真正的“量子通信”有其确切的内涵,即将信息编码在量子比特上,在量子通道上将量子比特从甲方传给乙方,直接实现信息的传递。这种真正的“量子通信”目前仍处于基础研究阶段,离实际应用还相当遥远。

曾贵华介绍说,通信追求有效性、可靠性与可信性。其中,可信性关注传输过程的安全与否,通常采用密码技术实现,涉及加解密算法与安全密钥两个主要部分。尽管也有学者在研究量子加解密算法,但这种思路的进展比较慢,而量子密钥分发技术则在工程上取得了更快进展。不论是“京沪干线”,还是“墨子号”量子卫星,它们的实用价值,主要在于量子密钥分发。清华大学物理系教授王向斌指出,量子密钥分发是最先走向实用的量子信息技术。

“如果从有效性、可靠性与可信性三个维度来衡量通信系统的话,有人把量子保密通信,或者更准确地说,量子密钥分发技术,认为是量子通信也有一定的道理,但是它并非一种直接的关系。量子保密通信只是量子通信中的一个核心技术、一个支撑,或者说一部分。”曾贵华强调说。

郭光灿说得更为直白:所谓“通信”简单地说就是传递信息。量子密码只是传送经典随机数而已,不包含有任何信息内容,因此,与“通信”无关。现在媒体、学术界所说的“量子通信”是某些人概念不清的误导,其实只是量子密码或者量子保密通信。

量子密钥一直以其安全性名声在外。潘建伟曾解释,量子保密通信技术通过量子密钥分发在两地间共享量子密钥,所共享的量子密钥用于加解密所要传输的信息,可实现两地间信息的高安全保密传输,远超现有通信技术所能提供的安全性。学界将这种安全性称之为 “无条件安全”或者“绝对安全”,它指的是有严格数学证明的信息安全性。

(编辑:济源站长网)

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