量子京滬干線”今年建成 “量子互聯(lián)網(wǎng)”可期

　　ICCSZ訊    全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)潘建偉院士3日在接受新華社記者采訪時(shí)表示，京滬干線大尺度光纖量子通信骨干網(wǎng)將于2016年下半年建成。

　　“這條量子干線連接北京與上海，貫穿山東濟(jì)南、安徽合肥等地，是千公里級(jí)高可信、可擴(kuò)展的廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，屬世界首例。它建成后將廣泛用于金融、政務(wù)等領(lǐng)域信息的安全傳輸。”潘建偉說(shuō)。

　　信息科技進(jìn)一步發(fā)展面臨著兩大瓶頸，即計(jì)算能力瓶頸和信息安全瓶頸：一方面，隨著半導(dǎo)體晶體管的尺寸接近納米級(jí)，電子的運(yùn)動(dòng)不再遵守經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律，半導(dǎo)體晶體管將不再可靠，著名的“摩爾定律”終將失效。另一方面，芯片后門(mén)、光纜竊聽(tīng)、“棱鏡門(mén)”等竊聽(tīng)與黑客攻擊事實(shí)，以及超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度突破億億次每秒，使得信息面臨著越來(lái)越嚴(yán)重的竊聽(tīng)和破譯風(fēng)險(xiǎn)。

　　“量子力學(xué)在百年來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)為解決這些重大問(wèn)題做好了準(zhǔn)備。”潘建偉說(shuō)。

　　潘建偉、陸朝陽(yáng)等不久前在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)基于半導(dǎo)體量子點(diǎn)的高效率和高全同性的單光子源，綜合性能達(dá)到國(guó)際最優(yōu)，為實(shí)現(xiàn)基于固態(tài)體系的大規(guī)模光子糾纏和量子信息處理技術(shù)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

　　量子通信，指利用光子的量子狀態(tài)加載并傳輸信息。“從原理上來(lái)說(shuō)，量子通信是無(wú)條件安全的通信方式。”潘建偉說(shuō)，“由于作為信息載體的單光子不可分割、量子狀態(tài)不可克隆，可以實(shí)現(xiàn)抵御任何竊聽(tīng)的密鑰分發(fā)，進(jìn)而能保證用其加密的內(nèi)容不可破譯。”

　　潘建偉在介紹量子通信的發(fā)展路線時(shí)表示，可以通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)城域量子通信網(wǎng)絡(luò)、通過(guò)中繼器連接實(shí)現(xiàn)城際量子網(wǎng)絡(luò)、通過(guò)衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信，最終構(gòu)成廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。

　　展望量子通信的前景，潘建偉表示，未來(lái)能夠形成天地一體的全球化量子通信基礎(chǔ)設(shè)施，形成完整的量子通信產(chǎn)業(yè)鏈和下一代國(guó)家主權(quán)信息安全生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建基于量子通信安全保障的未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)，即“量子互聯(lián)網(wǎng)”。

　　除了在量子通信科研方面取得了突破性進(jìn)展，潘建偉領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)還著力在量子計(jì)算與模擬、量子精密測(cè)量方面展開(kāi)攻關(guān)。

　　潘建偉介紹說(shuō)，量子計(jì)算利用量子態(tài)的疊加性質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力的飛躍。比如，求解一個(gè)億億億變量的方程組，利用億億次的天河二號(hào)需要100年。利用萬(wàn)億次的量子計(jì)算機(jī)，則只需0.01秒。這將為解決密碼分析、氣象預(yù)報(bào)、藥物設(shè)計(jì)、金融分析等大規(guī)模計(jì)算難題提供全新的方案。量子模擬機(jī)則可視為解決某些特定問(wèn)題的“專用”量子計(jì)算機(jī)，可有效揭示一些復(fù)雜物理系統(tǒng)的規(guī)律。

　　“英國(guó)《自然》雜志在一篇文章中指出，在不久的將來(lái)，利用量子模擬揭示高溫超導(dǎo)和高效氮固化等的機(jī)制，指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)每年有望產(chǎn)生數(shù)百億美元的直接經(jīng)濟(jì)效益，還可以為實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的通用量子計(jì)算機(jī)奠定基礎(chǔ)。”潘建偉說(shuō)。

　　他還表示，量子精密測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重力、時(shí)間、位置等物理參數(shù)的超高靈敏度測(cè)量，大幅度提升導(dǎo)航、定位、資源勘探和醫(yī)學(xué)檢測(cè)等的準(zhǔn)確性和精度。