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)會主辦、ZD至頂網(wǎng)協(xié)辦的第八屆中國云計算大會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，使計算機有望突破非0即1的二元限制，使計算機存儲、計算能力等擴增，從而使IT、通信領(lǐng)域的軟、硬件獲得革命性進展。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)在做成了一個芯片的兩個量子比特。中國量子技術(shù)研究起步相對較晚，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量子比特，四個比特也在做。同時，中國的量子儲存器各種性能，如保真度，還有儲存模式等等，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)域的十項重大突破榜首，這項工作打破了國際學(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)展可擴展的量子計算和量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)奠定了堅實的基礎(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年國家重點戰(zhàn)略項目第三個五年計劃。

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、量子計算機、量子通信、量子密碼、量子傳感等多個領(lǐng)域。郭光燦院士認為，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。

郭光燦團隊在北京、天津、蕪湖做過量子密碼實驗。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)進行量子安全的產(chǎn)業(yè)化實驗，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城市的城域網(wǎng)使用。兩個城市之間，還不能用。

郭光燦認為，目前各地正在大力推進智慧城市，量子密碼在單個城市應(yīng)用實現(xiàn)突破，已經(jīng)開啟了一個很大的市場。

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

此外，由潘建偉團隊牽頭組織的中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項“量子科學(xué)實驗衛(wèi)星”預(yù)計于2016年下半年發(fā)射，項目將在國際上率先建成高速的星地量子通信網(wǎng)絡(luò)。這項技術(shù)將探索地空間的保密通信，這是一項技術(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。郭光燦團隊用量子傳感，做了一個納米級的顯微鏡。中科大的杜江峰教授課題組在該領(lǐng)域進展較快。

至于量子計算機、量子通信，技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化難度更大，需要更長時間探索。