量子通信-学术研究引领产业发展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 量子通信: 学术研究引领产业发展 在全球量子信息技术竞赛中，中 国起步并非最早，但是起点高，进展快， 在应用领域的多个方面已经达到世界先 进水平。 中国论文网 /7/view-12904272.htm 量子信息技术是当今国际前沿科 学，包括量子通信、量子计算、量子精 密测量 3 个子领域。近年来，量子信息 已经成为大国竞逐的科技和产业制高点 之一，美国、欧盟、日本等发达国家和 地区纷纷制定了本国或本地区的量子信 息技术发展战略和路线图。 在全球量子信息技术竞赛中，中 国起步并非最早，但是起点高，进展快， 在应用领域的多个方面已经达到世界先 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 进水平。从首次成功实现量子态隐形传 送以及纠缠态交换，首次实现安全通信 距离超过 100 公里的光纤量子密钥分发， 到建成国际上首个规模化量子通信网络， 中国科学家逐步跻身于国际一流的量子 信息研究行列。特别是在城域量子通信 技术方面，基于量子密钥分发的量子保 密通信技术已经从实验室演示走向产业 化，在城市里，通过光纤建构的城域量 子网络通信已经开始实际应用，中国量 子通信方面处于国际领先的地位。 2016 年，量子通信产业化元年 科学家们发现，在微观世界里， 有共同来源的两个量子之间存在着“纠 缠”关系，无论两者相距多远，只要其 中一个量子状态发生变化，另一个量子 就会立即“感应 ”，并做出相应变化。量 子通信就是利用量子纠缠效应进行信息 传递的一种新型的通讯方式。 量子通信具有高效率和绝对安全 的特点：一旦信息在传输过程中被劫持， 发送方和接收方就会立刻知道，而信息 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 劫持者也不能得到信息全貌，从而确保 了信息的绝对安全。正是因为量子通信 具有传统通信方式所不具备的绝对安全 特性，其在国家安全、金融信息等安全 领域有着重大的应用价值和前景。 2016 年是中国量子信息产业化发 展的重要节点，中国在量子通信产业化 方面不断突破，已经初步形成从量子通 信核心器件生产，到量子通信设备制造， 再到中下游的量子通信传输网络建设和 量子通信网络运营与应用的产业链。可 以说，2016 年称得上是中国量子产业化 元年。 2016 年 8 月 16 日，世界首颗量 子科学实验卫星“ 墨子号”发射成功，中 国成为全球第一个在卫星和地面之间进 行量子通信实验的国家。10 月 18 日， 全长 260 公里的全球第一条量子通信商 用干线“沪杭干线 ”（浙江段）宣布开通， 一些政府部门和地方银行机构已经投入 使用。之后不久，途经北京至上海多个 城市，主要承载重要信息保密传输的的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 量子通信保密干线“ 京沪干线 ”也全线贯 通，已有国有商业银行开始使用京沪干 线传递备份。这些项目的相继开通，标 志着量子技术已经从实验室开始走向市 场，也表明中国的量子应用领域正走在 世界的前端。 科学源自最初的好奇 其实，从量子概念诞生的那天起 就伴随着争论，直到今天，学界的争论 还未平息。但这些争论丝毫也不影响量 子世界向人类所展现的无穷科学魅力。 近年来，中国科学界的一批科学家坚信 量子世界的奇异性，长期致力于量子纠 缠、量子通信、量子加密、量子计算的 理论与实践探索，取得了世所公认的成 果。 中国科学院院士、量子科学实验 卫星首席科学家潘建伟在大学时期就开 始对量子叠加态问题产生了浓厚的兴趣。 他告诉媒体，当时怎么也想不明白怎么 会有量子叠加态呢？这个问题纠缠着他， 甚至无法好好听别的课。就是从那个时 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 候起，为了搞明白量子叠加态的问题， 潘建伟开始学习量子力学。1999 年，潘 建伟在导师的领导下，和实验室的同事 们完成了国际首次实现光子的量子隐形 传态的实验，并将实验成果发表在自 然杂志上，被认为是量子信息实验领 域的开山之作。那年潘建伟 29 岁。 2001 年，回国后的潘建伟负责组 建了量子物理和量子信息实验室，使国 内几乎“零基础 ”的量子信息实验研究得 以快速起步，在短短的几年内，便在国 际上首次实现五光子纠缠和终端开放的 量子隐形传态。他说：“ 过去，我们在 科研领域常常扮演追随者和模仿者的角 色，研究方向的选定、科研项目的设立 都先要看看国际上有没有人做过。量子 信息是一个全新的W 科，我们必须学 会和习惯做领跑者和引领者。 ” 潘建伟的团队被人叫作“梦之队” ， 成员都是中国最顶尖的物理学家。团队 每年都有重大进展。2004 年，利用五光 子纠缠，团队首次实现了终端开放的、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 多接收用户的量子隐形传态；2006 年， 利用六光子纠缠，团队首次实现了两粒 子复合系统的量子隐形传态；2015 年首 次实现了多个自由度的量子隐形传态， 2016 年底更是首次成功实现了十光子纠 缠。 与此同时，团队于 2007 年在国 际上首次实现了安全通信距离超过 100 公里的光纤量子密钥分发，2008 年实现 了国际上首个全通型量子通信网络。 2010 年，世界首个量子政务网在芜湖试 运行，2012 年建成首个规模化量子通信 网络。2016 年发射首颗量子实验通信卫 星，并实现京沪广域量子保密通信。 构建天地一体化连通 量子通信的产业化也在中国科学 家的全力推动下得到快速发展。 芜湖、济南、合肥、杭州、武汉 等多个城市建设完成了规模化量子通信 城域网，一些政府部门、金融机构率先 尝试到量子加密通信，实现语音电话、 传真文本通信和文件传输等量子保密传 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 输业务。而已经开通的“ 京沪干线 ”将连 接各地城域接入网络，打造广域光纤量 子通信网络，建成大尺度量子通信技术 验证、应用研究和应用示范平台。 一些大型商业银行和电信企业， 不仅参与到量子通信产业项目，而且还 享受到量子通信带来的安全性。如中国 工商银行不仅成功应用量子通信技术实 现了工行北京分行电子档案信息在同城 间的加密传输，还实现了上海数据中心 处理的业务，通过量子通信通道传输到 北京数据中心做异地备份。 量子通信和量子科技的巨大潜能 还吸引了众多资本，成为 2016 年最吸 金的行业之一。 “京沪干线 ”的承建商， 浙江九州量子信息技术股份有限公司已 于 2016 年 6 月正式挂牌新三板，成为 中国资本市场的“ 量子通信第一股 ”。 已经正式交付使用的“墨子号” 量 子科学实验卫星，将实现高速星地量子 密钥分发、星地量子纠缠分发和千公里 级的空地量子隐形传输，在未来两年的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 在轨运行里，将会配合五个地面台站， 在太空与地面之间开展远距离量子通信 的实验研究。墨子是中国古代著名的哲 学家、科学家、军事家和教育家，他是 第一个通过小孔成像实验证明光是沿着 直线传播的，并且提出粒子概念和牛顿 惯性定律的雏形。 “我们想用名字提醒大 家，中国人也可以做很好的科学。从前 有、现在有，将来会有更多。 ”潘建伟告 诉记者。 未来，一个由几十颗量子卫星组 成的“璀璨星群 ”，将与地面量子通信干 线“携手”，支