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中国量子通信领先世界 互联网强国弯道超车利器

时间:2015-12-29 编辑:robin 阅读:2 次

12月11日,欧洲物理学会新闻网站“物理世界”公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破,中国科学院院士潘建伟和陆朝阳等完成的科研成果“多自由度量子隐形传态”入选并名列榜首。

时代周报特约记者 陆一夫 发自广州

12月11日,欧洲物理学会新闻网站“物理世界”公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破,中国科学院院士潘建伟和陆朝阳等完成的科研成果“多自由度量子隐形传态”入选并名列榜首。消息一出,A股市场上一批相关概念股纷纷涨停,名不见经传的“量子通信”也正式走进大众视野中。

事实上,中国的量子通信技术已经达到世界顶尖水平,领先欧美国家不止一个身位。明年,世界上第一条量子通信保密干线—“京沪干线”将正式建成,同时,由中国科学家自主研发的世界首颗“量子科学实验卫星”也是发射在即。安信证券分析师李伟认为,2016年将是量子通信规模应用元年。

虽然科研水平高于欧美,但在国外,量子信息的研究主要是由Google、IBM、微软等科技巨头承担,中国急需一批企业将科研成果应用到商业市场上。今年10月,阿里云与中科院旗下国盾量子在2015云栖大会上联合发布量子加密通信产品,随后又与中国科技大学等单位成立“中国量子通信产业联盟”,成为量子通信商业化的领跑者。

“科研成果转化为现实应用的过程漫长艰辛,许多前沿技术都被困于这段‘死亡之谷’而无法走出实验室。和阿里这样全球化的公司合作,能够大大加速科研成果的应用落地,更好地造福人类,这次量子加密产品能够这么快发布就是一个最好的证明。”潘建伟表示。

“完成了一次壮举”

量子通信的出现,与人类追求信息安全的渴求分不开,尤其是在“棱镜门”事件发生后,全球各国高度重视信息保密工作。随着现代计算机计算能力的快速发展,现在常用的密码体制已经无法满足对信息保密的要求。

但是,量子通信的出现解决了这一个问题。

所谓的量子通信,是指利用量子缠绕效应进行信息传递的一种新型通信方式,是量子论和信息论相结合的研究领域。与传统的通信方式相比,量子通信具有容量大、速度快和保密性好的特点,量子通信的传输速度不但比光速高4戈数量级,而且基于量子力学中的不确定性、测量坍缩和不可克隆三大原理提供了无法被窃听和计算被破解的绝对安全性保证,原则上实现不可被破译的完美通信。

目前量子通信主要分为量子隐形传态和量子密钥分发两种,前者仍处于理论研究和实验探索阶段,距离实用化尚有较大差距,但量子密钥分发经过近30年的发展,已初步成熟。

除此以外,随着物联网时代的来临,万物互联之后,将产生更多的数据,需要更强大的计算能力、数据处理能力和网络管理能力。利用量子计算,可以实现真正意义上的并行计算,从而大幅提升计算能力。

进入21世纪后,中国开始在量子通信领域有所建树,至今已经处于世界领先水平。2006年,中国科学院院士潘建伟及其团队在国际上首次实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输,英国学术杂志《自然》发表了这一成果,并称赞他们“完成了一次壮举”。随后潘建伟团队创造多个世界第一,包括首次实验实现了八光子薛定谔猫态、利用八光子纠缠首次实验实现了拓扑量子纠错、首次实验实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发等。

量子通信元年

对于量子通信的商业前景,安信证券分析师李伟认为,2016年将是量子通信规模应用元年,在国家信息安全的战略背景下,预计国家层面政策持续向自主领域倾斜。“量子通信技术作为一种绝对安全的通信方式,可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。”

事实上,在早前发布的国家“十三五”规划中,量子通信成为其中重大科技专项之一。目前中国的量子保密通信城域网技术已经成熟,能够达到商用水平,未来一旦实现更多技术突破,市场空间将非常广阔。有专家预测,单就量子加密领域而言,国内的潜在市场规模已经高达500亿至1000亿元。

对于未来量子通信的发展,上海交通大学教授王寿泰表示,空间很广阔,可以将其运用到云计算领域。“如在远端设置一台拥有超强计算能力的计算机,同时所有用户均连入量子互联网,到时所有计算请求都能被瞬间传送到云计算核心区,完成计算后,数据又能在瞬间被传输至发出请求的计算机。”

随着技术难关一一被攻破,量子通信如何进入商业应用市场成为下一个待解提问。在国外,量子信息的研究主要是由Google、IBM、微软等科技巨头承担。相比之下,国内从事量子计算实验研究的主要单位是中国科技大学、清华大学、国防科技大学、南京大学和中国科学院武汉物理数学研究所等,各单位在这方面的研究整体上都处于起步阶段。

商业化起步

产学研结合一直是中国科学成果转化为商业应用的常用路径,量子通信也不例外。今年10月,阿里云与中科院旗下国盾量子在2015云栖大会上联合发布量子加密通信产品,据悉,这是全球首家云服务商提供量子安全传输产品落地服务。

阿里云方面向时代周报记者表示,目前阿里云量子通信产品已用阿里业务完成小规模测试,可实现到达、保密、组网、密钥分发的功能,今年将正式把合适的阿里业务切到量子安全域,进行规模化验证,同步进行开服的准备工作,后续将重点探索量子加密通信在科研、国防、金融、政务等领域的应用。

阿里巴巴集团首席技术官王坚博士说,在现阶段,云服务和量子加密技术的结合是将这一昂贵的技术普遍地大规模应用于商业场景的唯一途径,让整个社会享受量子技术革命带来的好处。

此外,12月19日,由中科院牵头,联合中科大、科大国盾量子技术股份有限公司、阿里巴巴(中国)有限公司、中国铁路网络有限公司、中兴通讯股份有限公司、北方信息技术研究所等单位,在京签署战略合作框架协议,“中国量子通信产业联盟”正式成立。

同时阿里宣布,通过10-15年时间,构建出新一代的量子计算机。科学家相信,凭借量子物理学的神奇属性来表征数据,能够解放出无穷大的数据处理性能,量子计算机可以让人工智能软件的性能变得更加完备和强大,可为密码分析、气象预报、石油勘探、药物设计等大规模计算难题提供解决方案。

“我们和中国科学院正在量子计算领域进行深度合作,目前中科院潘建伟团队在量子超导芯片,单光子芯片上已经有很大的突破。”阿里云方面向时代周报记者表示,目前公司还没有和国外相关机构在量子通信领域合作,技术上主要与中科院及旗下机构联合研发。

整合IT服务商神州信息也发布消息称,旗下子公司成功中标量子保密通信骨干线路“京沪干线”。量子“京沪干线”是国内首条量子保密通信骨干线路,分为量子设备定型、室内联试阶段以及工程建设和应用示范阶段等三个阶段,神州信息分别中标第二和第三阶段,公司股价较前期低位上涨超过50%。

另外,有媒体报道称,由中国科学家自主研发的世界首颗“量子科学实验卫星”将于明年6月前发射,这有望使中国率先拥有量子通信覆盖全球的能力。据预测,在首颗卫星发射成功后,我国还将发射多颗卫星,到2020年实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发,届时,联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网也将建成,2030年左右将建成全球化的广域量子通信网络。

“以前我们国家在科学技术发展方面在世界总是处于比较落后位置,我们总是在享受世界科技发展的成果。往往是我们遇到了问题,然后向世界去寻求答案。但这次是我们的一个机会,一个给世界一个答案的机会。”王坚说,这也是中国第一次真正可以开始拿技术换市场的尝试。