由中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院承辦的第8屆國際量子密碼會議在重慶召開。這也是量子密碼領(lǐng)域最著名、影響力最大的國際學(xué)術(shù)年度大會，首次在中國開展。全球量子科學(xué)領(lǐng)域的不少學(xué)術(shù)大咖，共同研討了量子通訊領(lǐng)域最新進(jìn)展和未來趨勢，更為量子科學(xué)發(fā)展闡述著產(chǎn)業(yè)化的新圖景。
“墨子號”正在成為洲際量子通訊“信使”
自20世紀(jì)90年代以來，量子信息科學(xué)得到了迅猛發(fā)展。其中，量子通訊、量子估算、量子精密檢測等量子信息技術(shù)可以在確保信息安全、提高運(yùn)算速率、提升檢測精度等方面突破精典技術(shù)困局。
量子保密通訊克服了精典加密技術(shù)內(nèi)在的安全隱患，單光子的不可分割性和量子態(tài)的不可復(fù)制性從原理上保證了信息的不可監(jiān)聽和不可破解，確保身分認(rèn)證、傳輸加密以及數(shù)字簽名等技術(shù)手段的無條件安全，因而可以從根本上解決國防、金融、政務(wù)、商業(yè)等領(lǐng)域的信息安全問題。
會議上，來自各國的科學(xué)家都介紹了本國的量子通訊發(fā)展計劃，其中“墨子號”成為名星焦點(diǎn)。“我們的‘墨子號’量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，上天早已三年了，它正在成為洲際量子通訊的全球信使。”中科院教授、中國科技學(xué)院常務(wù)副院長潘建偉說。
2017年9月，結(jié)合“墨子號”衛(wèi)星，我國科學(xué)家成功與法國實(shí)現(xiàn)了世界首次洲際量子保密通訊，這標(biāo)志著我國已建立出天地一體化廣域量子通訊網(wǎng)路雛型。潘建偉說，到了去年，這些國際合作正在滿地開花。團(tuán)隊與南非東南海域的加那利群島進(jìn)行了洲際通訊，并將與美國、意大利等國展開合作，這一系列洲際實(shí)驗(yàn)，都在不斷驗(yàn)證量子保密通訊的安全性。
但是，這一國際合作逐漸正在“雙向”進(jìn)行。鑒于臺灣也有量子衛(wèi)星的發(fā)射計劃，潘建偉表示，也期盼能與美國展開合作，“與基礎(chǔ)科研相關(guān)的領(lǐng)域，我們樂意開放在這一領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，和全世界進(jìn)行合作。”
記者了解到，目前更多的量子科學(xué)衛(wèi)星也正在規(guī)劃中。據(jù)介紹，在相關(guān)部門的統(tǒng)一布署下，我國早已開始研發(fā)中高軌量子通訊衛(wèi)星，同時正在研發(fā)3到5顆低軌量子通訊衛(wèi)星，滿足更為廣泛的需求，把量子秘鑰送往全世界。
保密通訊率先扛起量子科學(xué)實(shí)用化“大旗”
隨著量子通訊技術(shù)的不斷成熟，量子秘鑰分發(fā)和量子保密通訊，正在逐步成為量子科學(xué)實(shí)用化速率最快的領(lǐng)域。潘建偉表示，去年學(xué)術(shù)大會上多位專家都提及，量子保密通訊的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正在全球提速。這好比是在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)用化之間架起了一個“連接”，讓更多的人可以參與進(jìn)來。
現(xiàn)代量子信息理論的創(chuàng)始人之一、2018年沃爾夫獎獲得者查爾斯·班納特說，“墨子號”的發(fā)射以及一系列中國量子通訊領(lǐng)域的突破是令人印象深刻的，它將量子秘鑰分發(fā)的距離拓展到了千公里量級，把量子通訊推到了可實(shí)際應(yīng)用的當(dāng)口。“人們最希望期盼看見的，就是科學(xué)一步步往前加快，最終發(fā)展為行業(yè)應(yīng)用。”
記者在會議上見到，包括百度、阿里巴巴等在內(nèi)的多家互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，也正在加入量子科學(xué)實(shí)用化的大軍中。企業(yè)的積極參與，將推動這一進(jìn)程。
潘建偉說，量子通訊的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程須要經(jīng)歷兩個過程。一是“降成本”。只有讓用戶認(rèn)為這一保密通訊除了安全，并且用得起，其大規(guī)模應(yīng)用就會有可能。“現(xiàn)在早已在金融、電力等領(lǐng)域進(jìn)行了小規(guī)模的應(yīng)用。”
二是安全性驗(yàn)證，除了證明量子保密通訊的理論安全，也要在實(shí)踐中證明其安全性。一方面要做大量的攻守測試，另一方面也要產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)，比如量子秘鑰分發(fā)和量子保密通訊的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂。潘建偉也希望，在經(jīng)過一周的大會討論后，全球量子通訊領(lǐng)域科學(xué)家才能產(chǎn)生一些共識，發(fā)表一個宣言或藍(lán)皮書，以促進(jìn)整個領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。
量子估算等“明星產(chǎn)品”也在破曉前夜
不僅量子保密通訊，量子估算是量子科學(xué)又一炙手可熱的“明星領(lǐng)域”。在解決特定甚至通用問題上量子通訊速度，讓其遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過精典計算機(jī)的估算能力，仍然是各國科學(xué)家追求的終極目標(biāo)。
“未來的世界就是量子估算＋人工智能。硬件創(chuàng)新層面是量子計算機(jī)，軟件創(chuàng)新就是人工智能。”在會議期間的科普峰會“墨子沙龍”上，圖靈獎獲得者、中國科大學(xué)教授姚期智表示，量子估算可以急劇提高我們進(jìn)行海量數(shù)據(jù)運(yùn)算的能力量子通訊速度，量子算法也是創(chuàng)新的，當(dāng)量子估算和人工智能兩者結(jié)合，有沒有可能塑造出和腦部相匹配的復(fù)雜智慧系統(tǒng)？“如果我們始終保持這樣的理想，這似乎是一個新的世界。”
姚期智表示，量子估算在現(xiàn)階段基本上早已是呼之欲出，而且做最后的一里路，是一個十分艱辛的過程。“因?yàn)槟銈兌歼€沒有考慮如何糾錯，這是一個十分難的問題，最后一里路，也是十分長的一里路。”（新華社電）