突破前夜 多項成果呼之欲出
“經(jīng)過20多年的投入和研究,量子信息技術(shù)處于取得巨大突破的前夜,相關(guān)新技術(shù)將不斷涌現(xiàn)?!表n永建表示,量子通信(特別是量子密鑰分配)目前在城域范圍(200公里)內(nèi)已處于商業(yè)階段,其他相關(guān)的設(shè)備今后會迅速地跟進完善。
其中,非常重要的量子通信“神器”之一——可用量子中繼的問世指日可待。什么是量子中繼呢?韓永建介紹,光子是天然的量子通信載體,為實現(xiàn)量子通信,其核心問題是把量子態(tài)傳輸或分配到足夠遠(yuǎn)的地方。由于傳輸信道的特性,光子不可避免會丟失,隨著距離的增加,這種衰減是指數(shù)增長的,因而傳輸距離會受到極大的限制。解決問題的關(guān)鍵便是引入量子中繼。
近十年來,人們在實現(xiàn)長程量子通信的關(guān)鍵技術(shù),如單光子源、量子存儲等方面都取得了長足的進展,“這都為最終實現(xiàn)可用的量子中繼,進而實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的量子通信打下了基礎(chǔ)?!表n永建表示。而未來,在另一個可能的長程量子通信方案——自由空間中的星地傳輸方面,我國的研究水平也必將一馬當(dāng)先。我國已率先發(fā)射了墨子衛(wèi)星,建立了相關(guān)的實驗平臺,今后隨著研究深入,人們將更清楚這兩種不同方案的優(yōu)缺點。
10年內(nèi)“飛”入千萬家
如此高精尖的量子通信技術(shù),未來有哪些用武之地,又將如何惠及普通大眾?中科大合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實驗室副研究員袁嵐峰對科技日報記者說,“量子通信最大的優(yōu)越性就在于保密,只要有消費者認(rèn)為自己的信息值得高度保密,量子通信就不乏潛在的用戶。目前已經(jīng)有政府和金融單位在試用量子通信產(chǎn)品”。潘建偉院士也曾表示,如果沒有信息安全,所有重要的應(yīng)用都是無法運行的。假如你有一輛無人駕駛汽車,別人用信號控制一下它怎么辦?作為迄今唯一被證明理論上無條件安全的量子通信,“它可以覆蓋到所有需要信息安全的地方”。
量子通信民用普及的程度取決于其成本下降的快慢,袁嵐峰介紹,量子保密通信的終端機,五年間成本就從百萬元下降到一二十萬元左右,降幅近10倍。他估計,在可預(yù)見的未來,終端設(shè)備還可能降至萬元以下,進入家庭是完全可能的,會有廣闊的消費者市場。
潘建偉也曾展望,希望通過10年左右的努力,將來每個人在互聯(lián)網(wǎng)上進行的轉(zhuǎn)款、支付等消費行為,都能夠享受到量子通信的安全保障。
未來天地量子通信的鏈路正在打開
中科院院士、南京郵電大學(xué)教授尹浩預(yù)測,到2020年,中國區(qū)域量子通信網(wǎng)絡(luò)可成熟應(yīng)用;到2030年,星地一體的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)即可投入應(yīng)用。潘建偉則詳細(xì)地描述了未來的圖景——隨著衛(wèi)星的發(fā)射,未來天地量子通信的鏈路就打開了,打開后我們就可以暢想,也許將來天上不止一顆星,會有幾顆甚至幾十顆星?!盎蛘呖梢园盐覀兊脑O(shè)備搭載到我國現(xiàn)有的一些星群上面,構(gòu)成一個星座。有了星座之后,就可以非常方便地來實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的量子密鑰分發(fā)。我想這是對量子通信未來發(fā)展非常重要的一步?!?/p>
“以先賢的名義,做前無古人的事業(yè)”,這是感動中國評委對潘建偉的頒獎詞?!澳印碧柕纳咸?,之所以有前無古人的意義,袁嵐峰認(rèn)為,緣于它標(biāo)志著中國即將開啟一個全新的產(chǎn)業(yè),這從人類進入現(xiàn)代社會以來還是第一次?!爸袊母哞F現(xiàn)在已是世界領(lǐng)先,但日本早就有新干線了;華為在通信領(lǐng)域做到世界第一,但通信行業(yè)也早已存在。只有量子通信,在國際上是沒有先例的,所以這個中國首創(chuàng)的產(chǎn)業(yè)歷史意義非常重大。以潘建偉、郭光燦、杜江峰為代表的一批科學(xué)家所開創(chuàng)的業(yè)績,是時代的最強音?!?/p>
未來,我國量子科學(xué)家“夢之隊”,必將在究天人之際、與科學(xué)“糾纏”的求索之路上始終不渝地走下去,完成先賢未竟的事業(yè)。