中國量子通信技術國際領先 業(yè)內預計普及性應用還需5年

每經編輯 每經記者 沈 溦 每經編輯 姚治宇    

【編者按】量子通信，在普通人眼中，是戴著神秘面紗的高科技；在商業(yè)人士眼中，是一座未來的金礦。量子通信被認為是無條件安全的，前景無限。可喜的是，我國在這方面處于世界領先水平，由于科學家們的不懈努力，量子通信正漸行漸近。

去年，我國成功發(fā)射世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”。今年9月12日，中國首個商用量子保密通信專網——濟南市黨政機關量子通信專網通過技術驗收。9月29日，世界首條量子保密通信“京滬干線”正式開通。量子科技正大踏步向我們走來，量子通信正一步步產業(yè)化……

券商研報預測，量子通信政務板塊長期將有數百億以上的市場。一旦成本得到有效控制，無條件安全的量子通信將有廣闊的市場。

近日，《每日經濟新聞》記者選取量子通信市場為著眼點，試圖從科技、價值、資本等多個層面，來尋找這個新興產業(yè)的投資機會……

每經記者 沈 溦 每經編輯 姚治宇

量子通信專家彭承志稱遭九州量子董事長恐嚇一事，讓尖端科學量子通信一時成為大眾關注的焦點。隨后，中科院院士、“京滬干線”項目首席科學家潘建偉對外回應稱彭承志被九州量子威脅一事是真實的。

《每日經濟新聞》記者注意到，量子信息被業(yè)界公認是對未來世界科學產生重大影響的革命性技術，中美等大國均投入資源參與競爭。今年6月，科技部等四部門聯(lián)合印發(fā)《“十三五”國家基礎研究專項規(guī)劃》，其中就包括量子通信與量子計算機。

在國內量子通信領域的發(fā)展方面，潘建偉、彭承志等一大批中國科學技術大學科學家團隊可謂成績斐然。

“中科大系”領跑量子通信

記者注意到，彭承志的職位為中國科學技術大學教授、國家自然科學一等獎獲得者、國家杰出青年基金獲得者、量子科學實驗衛(wèi)星科學應用系統(tǒng)總師等，同時他還有另外一個身份——科大國盾量子技術股份有限公司（以下簡稱科大國盾）董事長。

據悉，科大國盾發(fā)源于中國科學技術大學，前身為創(chuàng)辦于2009年5月的安徽量子通信技術有限公司，2015年9月完成整體改制。工商資料顯示，科大國盾背后是中科大資產經營有限公司（出資比例18%），其次是潘建偉（出資比例13.68%）。此外，潘建偉還持有國科量子通信網絡有限公司（以下簡稱國科量子）7.50%的股份，而國科量子同樣隸屬于中科大旗下。

國科量子副總裁邸允柱在接受記者采訪時表示，國內從事量子通信業(yè)務的公司大致分為兩類：一是主營業(yè)務為量子通信的公司，比如他們的兄弟公司——科大國盾量子公司，其從設立之初就是專注于量子通信設備的研發(fā)生產銷售；二是向量子通信領域轉型的公司，比如他們的合作伙伴之一——神州信息，其看好量子通信未來的廣闊發(fā)展空間，正在加大這個方面的投入，但是至少現在來看，其主營業(yè)務還不是量子通信。目前國內量子通信產業(yè)剛剛起步，參與競爭的公司還不太多。從量子通信設備角度來看，國內國際大約有5家左右的公司在參與競爭；從量子通信組網運營的角度來看，目前國內只有國科量子一家在做這個事情。

邸允柱表示，從行業(yè)應用方面，他們的網絡已經在金融、政務等方面開始了應用，普及性應用他個人判斷應該還需要5年左右的時間。從消費者應用方面，目前還沒開始，他們的判斷可能需要10~15年。

作為量子通信領域內的知名專家，科大國盾總裁趙勇此前也指出，量子保密通信的技術與產業(yè)生態(tài)已顯雛形，具備了初步規(guī)?；逃玫臈l件?？拼髧茏鳛榱孔油ㄐ蓬I域內的產業(yè)化先行者和市場領導者，目前已經形成了較完整的技術與產品平臺。

趙勇向《每日經濟新聞》記者表示，“不管是規(guī)模上，還是研制、生產、提供的服務上，在全世界也沒有比科大國盾做的工作多的?！?/p>

中國技術領先世界

所謂量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近二十年發(fā)展起來的新型交叉學科，是量子論和信息論相結合的新的研究領域。

量子通信主要涉及：量子密碼通信、量子遠程傳態(tài)和量子密集編碼等，近來這門學科已逐步從理論走向實驗，并向實用化發(fā)展。高效安全的信息傳輸日益受到人們的關注。

據悉，光量子通信主要基于量子糾纏態(tài)的理論，使用量子隱形傳態(tài)（傳輸）的方式實現信息傳遞。根據實驗驗證，具有糾纏態(tài)的兩個粒子無論相距多遠，只要一個發(fā)生變化，另外一個也會瞬間發(fā)生變化，利用這個特性實現光量子通信的過程如下：事先構建一對具有糾纏態(tài)的粒子，將兩個粒子分別放在通信雙方，將具有未知量子態(tài)的粒子與發(fā)送方的粒子進行聯(lián)合測量（一種操作），則接收方的粒子瞬間發(fā)生坍塌（變化），坍塌（變化）為某種狀態(tài)，這個狀態(tài)與發(fā)送方的粒子坍塌（變化）后的狀態(tài)是對稱的，然后將聯(lián)合測量的信息通過經典信道傳送給接收方，接收放根據接收到的信息對坍塌的粒子進行幺正變換（相當于逆轉變換），即可得到與發(fā)送方完全相同的未知量子態(tài)。

經典通信較光量子通信相比，其安全性和高效性都無法與之相提并論。量子通信絕不會“泄密”，其一體現在量子加密的密鑰是隨機的，即使被竊取者截獲，也無法得到正確的密鑰，因此無法破解信息；其二，分別在通信雙方手中具有糾纏態(tài)的2個粒子，其中一個粒子的量子態(tài)發(fā)生變化，另外一方的量子態(tài)就會隨之立刻變化，并且根據量子理論，宏觀的任何觀察和干擾，都會立刻改變量子態(tài)，引起其坍塌，因此竊取者由于干擾而得到的信息已經破壞，并非原有信息。

記者了解到，作為當前通信領域研究的尖端科技之一，在量子通信領域，我國已經實現了后發(fā)先至。

2016年8月16日，由潘建偉擔任首席科學家的世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”升空。潘建偉團隊在國際上率先實現了千公里級星地雙向量子糾纏分發(fā)，并在此基礎上實現空間尺度下嚴格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學非定域性檢驗；率先實現了千公里級星地高速量子密鑰分發(fā)，并通過衛(wèi)星中轉實現廣域量子保密通信；率先實現了千公里級地星量子隱形傳態(tài)，演示在空間尺度進行量子信息處理的可行性。

2017年8月30日，國家量子保密通信“京滬干線”項目通過總技術驗收，干線全長2000余公里，連接北京、濟南、合肥、上海等城市的量子城域網，完成了金融、政務領域的遠程或同城數據災備系統(tǒng)、金融機構數據采集系統(tǒng)等應用示范。

日前，在量子保密通信“京滬干線”技術驗證及應用示范活動現場，“京滬干線”項目首席科學家、中科院院士潘建偉也表示，目前中國量子通信技術領先國際相關技術水平5年，并將在未來10到15年持續(xù)保持領先。