最开始，人类结绳记事；然后，我们用语言和文字沟通；再后来，手机、网络成为必需品。信息传输，早已从如何传输，走入了“如何安全传输”的年代。而在这场比电影更精彩的现实大戏中，有两个人贡献了两幕高潮。 斯诺登说，有人在监听。 潘建伟说，他们听不懂。 16日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅。它承载着率先探索星地量子通信可能性的使命，并将首次在空间尺度验证量子理论的真实性。 在量子卫星首席科学家潘建伟院士看来，首颗“量子科学实验卫星”的发射成功，有望让量子通信真正进入广域传输时代；其“测不准”“不可克隆”等特性，使得其传输的信息在理论上永不会被解密。 中国科学技术大学、杏林苑和滨湖新区……2008年10月，这三个合肥市内本不相干的点，因为一次实验连接在了一起。它们仨因为组成了三节点可扩展的量子通信网络，实现了全球首个量子保密电话系统建设，而被永久载入史册。 随后，五节点，四十六节点，合肥、济南城域网，“京沪”城际网……量子通信网在不断扩展。将近十年后，随着量子卫星的发射成功，量子通信网络真正可能升至“广域”“洲际”传播，为信息保密传输画上了“天地一体”的注脚。 提起量子通信这一“永不被解密”的安全传输方式，很多人觉得晦涩，而记者采访了解到，这一技术已经在市场上得以产业应用。以中国科学技术大学潘建伟团队为技术依托的科大国盾量子技术股份有限公司，把量子通信带到了日常生活中，形成了以量子密码通信终端设备、网络交换/路由设备为核心的量子信息安全系统整体解决方案。 目前，工商银行、北京农商行等多家银行率先试用了量子通信加密技术。而将在今年年底贯通的量子京沪干线，总长2000多公里，建成后，目标应用于军事、金融、政务等领域信息的安全传输。金融机构、媒体、大型企业，都可以成为量子通信的用户。 量子信息技术方兴未艾，这一领域的国际竞争也在不断加剧。今年以来，欧美纷纷提出“第二次量子革命”计划，加大基础研究和产业发展方面的投入。 今年3月，欧盟委员会发布《量子宣言（草案）》，计划于2018年启动10亿欧元的量子技术项目。其中在量子通信方面，规划5年内突破量子中继器核心技术，实现点对点安全量子通信。10年内实现远距离量子网络、量子信用卡应用等，目标融合量子通信与经典通信，“保卫欧洲互联网安全”。美国更是将“量子跃迁”作为“6大科研前沿”之一，认为人类正站在下一代量子革命的门槛上，量子力学正在导致变革性技术，必须加大投入促进交叉性基础研究。 在中科大上海研究院，张强教授告诉记者，他受邀参加了今年5月在荷兰阿姆斯特丹举行的欧洲量子会议，这次会议上有参会者明确提出，欧洲要成为世界量子技术发展竞争中的领导者，并提议建设类似于中国“量子通信京沪干线”的项目。 发射全球第一颗量子通信卫星，无疑确立了我国在国际量子通信研究中的领跑地位。根据我国量子通信发展规划，量子卫星发射以后，今年底建成“量子通信京沪干线”，国内初步形成广域量子通信体系。到2030年左右，中国率先建成全球化的量子通信网络。 “我们的打算是在未来十年内，形成天地一体的全球化量子通信基础设施；形成完整的产业链和下一代国家主权信息安全生态系统；构建基于量子通信安全保障的未来互联网，也就是‘量子互联网’。”潘建伟说。 作为一项新兴技术，即使技术积累和产业化方案都更成熟的我国，也同样面临着市场培育的困难。目前我国量子通信产业的主要应用在军事方面和政府部门，商业市场的接受度还有待提高。 “保密传输是减少损失，而不是带来价值，或者说它带来的价值是隐性的，用户很难显性察觉得到。”科大国盾量子信息技术有限公司副总裁何炜说，目前绝大多数合作伙伴都是在政府部门指导下，示范使用产品，真正花钱购买、进入商业化还需要一定的市场培育时间。 记者调研也发现，虽然量子通信产业化还在初期，一些“山寨”公司已经开始借量子的名头，为了提升股价或尽快上市，甚至只是买了两套设备，就拿着正牌企业的资料和PPT到处宣讲，炒作自己的量子概念。这些企业的不良行为，将会影响量子通信产业化的正常推进。 “我们希望能和运营商、广电系统等一起去推进网络的建设。这不能闭门造车，而是要合纵联盟，合作伙伴中有用户、网络运维方、云服务器提供商、设备供应商等。基础设施的加快推进，是未来走向产业化的必经之路。”何炜预计，量子通信产业在五年内会爆发式增长。 信息安全“终极武器” 当今社会，信息的海量传播背后也充斥着信息泄露的风险。而量子科学则为信息安全提供了“终极武器”。 在量子世界中，一个物体可以同时处在多个位置，一只猫可以处在“死”和“活”的叠加状态上；所有物体都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波；两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变…… 正是由于量子具有这些不同于宏观物理世界的奇妙特性，才构成了量子通信安全的基石。在量子保密通信中，由于量子的不可分割、不可克隆和测不准的特性，所以一旦存在窃听就必然会被发送者察觉并规避。 量子通信系统的问世，点燃了建造“绝对安全”通信系统的希望。当前，量子通信的实用化和产业化已经成为各个大国争相追逐的目标。 在量子通信的国际赛跑中，中国属于后来者。经过多年的努力，中国已经跻身于国际一流的量子信息研究行列，在城域量子通信技术方面也走在了世界前列，建设完成合肥、济南等规模化量子通信城域网，“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网也即将竣工。 不过，诞生百年的量子理论的奇妙之处在实验室里被不断重复检验，但却从未在太空尺度验证过。量子理论的各种奇异现象在太空中是否还存在？量子纠缠和隐形传输是否可以延伸到星地之间？这些都需要卫星去验证。 2011年，中科院正式启动全球首颗“量子科学实验卫星”的研制，这既意味着中国科学家率先向星地量子通信发起挑战，更意味着中国或将领先欧美获得量子通信覆盖全球的能力。
不过，发射卫星只是一个起点，在“宏伟量子大厦”中，量子京沪干线正在飞速搭建，天地一体的广域量子网络倚马可待，市场应用不断突破。在第二次“量子革命”中，中国正在领跑。
十年磨剑，量子通信从“三点一线”走到“洲际传播”
竞争加剧，“第二次量子革命”我们如何领跑？
把握先机，让产业应用走得更快更健康
