我國量子通信有望在信息安全和傳感領(lǐng)域率先突破

由中國電子學(xué)會(huì)主辦、ZD至頂網(wǎng)協(xié)辦的第八屆中國云計(jì)算大會(huì)20日在北京閉幕。量子通信領(lǐng)域?qū)＜?、中國科學(xué)院院士郭光燦20日在大會(huì)上透露，量子通信有望在信息安全和傳感領(lǐng)域率先突破。

中國量子技術(shù)發(fā)展迅速

量子技術(shù)是利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的下一代通信技術(shù)。量子概率不確定性的特點(diǎn)，使計(jì)算機(jī)有望突破非0即1的二元限制，使計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、計(jì)算能力等擴(kuò)增，從而使IT、通信領(lǐng)域的軟、硬件獲得革命性進(jìn)展。為此，國際和中國科技界做了不懈努力。郭光燦院士介紹，2002年，國際上開始研究量子技術(shù)，現(xiàn)在做成了一個(gè)芯片的兩個(gè)量子比特。中國量子技術(shù)研究起步相對(duì)較晚，但近幾年發(fā)展比較迅速，在國際上有一定地位，如五年前就做到三個(gè)量子比特，四個(gè)比特也在做。同時(shí)，中國的量子儲(chǔ)存器各種性能，如保真度，還有儲(chǔ)存模式等等，很多指標(biāo)上都在國際上處于領(lǐng)先地位。

2015年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士、陸朝陽教授等完成的“多自由度量子隱形傳態(tài)”名列2015年度國際物理學(xué)領(lǐng)域的十項(xiàng)重大突破榜首，這項(xiàng)工作打破了國際學(xué)術(shù)界從1997年以來只能傳輸基本粒子單一自由度的局限，為發(fā)展可擴(kuò)展的量子計(jì)算和量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

中國非常重視量子通信。“十三五”期間，量子通信被劃定為未來5年國家重點(diǎn)戰(zhàn)略項(xiàng)目第三個(gè)五年計(jì)劃。

量子安全應(yīng)用在即

量子技術(shù)可以應(yīng)用在量子模擬機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、量子通信、量子密碼、量子傳感等多個(gè)領(lǐng)域。郭光燦院士認(rèn)為，在信息安全和傳感領(lǐng)域，量子技術(shù)有望率先突破。

量子密碼，即量子信息安全。據(jù)介紹，量子信息安全性不靠數(shù)學(xué)計(jì)算的難度，而是靠物理定律，靠量子力學(xué)的不確定、不可克隆的基本原理，因而在理論上沒法破解，從而比現(xiàn)行安全技術(shù)更為可靠。

郭光燦團(tuán)隊(duì)在北京、天津、蕪湖做過量子密碼實(shí)驗(yàn)。郭光燦介紹，量子密碼穩(wěn)定性等基本問題都已經(jīng)解決了。目前，在某些領(lǐng)域，我國已經(jīng)進(jìn)行量子安全的產(chǎn)業(yè)化實(shí)驗(yàn)，技術(shù)已經(jīng)接近于成熟。

不過，由于缺乏量子中繼技術(shù)，量子安全還只能在一個(gè)城市的城域網(wǎng)使用。兩個(gè)城市之間，還不能用。

郭光燦認(rèn)為，目前各地正在大力推進(jìn)智慧城市，量子密碼在單個(gè)城市應(yīng)用實(shí)現(xiàn)突破，已經(jīng)開啟了一個(gè)很大的市場(chǎng)。

我國還有多個(gè)量子技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)。各團(tuán)隊(duì)選擇突破的領(lǐng)域有一定差異。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉等領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在量子研究中領(lǐng)先。該團(tuán)隊(duì)主持的遠(yuǎn)距離量子通信骨干網(wǎng)“京滬干線”項(xiàng)目將建設(shè)連接北京、上海，貫穿濟(jì)南、合肥等地的千公里級(jí)高可信、可擴(kuò)展、軍民融合的城際量子通信網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)2016年下半年建成。據(jù)介紹，該項(xiàng)目是進(jìn)行城市間量子安全實(shí)驗(yàn)，待量子中繼技術(shù)突破，量子密碼技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)重大突破。

此外，由潘建偉團(tuán)隊(duì)牽頭組織的中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”預(yù)計(jì)于2016年下半年發(fā)射，項(xiàng)目將在國際上率先建成高速的星地量子通信網(wǎng)絡(luò)。這項(xiàng)技術(shù)將探索地空間的保密通信，這是一項(xiàng)技術(shù)難度更高的工作，一旦突破意義重大。

此外，郭光燦介紹，傳感器利用量子技術(shù)，未來五年有望產(chǎn)業(yè)化。郭光燦團(tuán)隊(duì)用量子傳感，做了一個(gè)納米級(jí)的顯微鏡。中科大的杜江峰教授課題組在該領(lǐng)域進(jìn)展較快。

至于量子計(jì)算機(jī)、量子通信，技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化難度更大，需要更長(zhǎng)時(shí)間探索。