海歸用量子通信改變世界

　　量子物理是世界上公認的比較難的科學。大自然深奧難測，其微觀規(guī)律遠非人類的直覺可以判定。微觀粒子所表現(xiàn)出的特定現(xiàn)象 ，宏觀世界是無法重現(xiàn)模擬的，因此常常會讓人覺得匪夷所思。在過去近一個世紀的時間里，科學無法實現(xiàn)量子力學與廣義相對論的統(tǒng)一，但這并不意味著這門科學在停滯不前。

　　前不久，代表著中國自然科學領(lǐng)域最高獎項的國家自然科學獎一等獎在萬眾期待中揭曉，中國科學技術(shù)大學潘建偉、陳宇翱、陸朝陽、彭承志、陳增兵為主要完成人的“多光子糾纏及干涉度量”團隊獲此殊榮。此前，華羅庚、吳文俊、錢學森等均曾獲此殊榮。

　　此前一個月，英國物理學會新聞網(wǎng)站《物理世界》評選出的2015年度國際物理學十大突破公布，潘建偉和陸朝陽因首次實現(xiàn)同時量子隱形傳輸一個基本粒子(光子)的兩個內(nèi)秉屬性的工作入選，并位列榜首，這也是中國本土完成的工作首次獲此榮譽。

　　揭秘量子通信

　　“通俗地說，我們所研究的’多光子糾纏及干涉度量’就是根據(jù)量子物理原理提供的一種全新方式對信息進行編碼、存儲、傳輸和邏輯操作，并對光子、原子等微觀粒子進行精確操縱，以確保通信安全和提升計算速度等方面可以突破經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸?！痹诮忉屍溲芯繒r，28歲就成為中科大正教授的陸朝陽這樣說。

　　通俗來講，量子計算是一種依照量子力學理論進行的新型計算，優(yōu)點在于計算能力強且速度快，是破解密碼強有力的“矛”。而量子通信利用單個光子進行信號的加載，根據(jù)量子力學理論，只要進行探測，光子就會變化，接受方就會發(fā)覺，從而就知道被竊聽了，因此量子通信解決了傳統(tǒng)通信加密算法易被破解和傳輸過程易于被監(jiān)聽兩大難題。理論上講量子通信是無條件安全的，是信息安全強有力的“盾”。

　　輸入密碼接受信息，我們幾乎時時刻刻都在用。解鎖支付寶，打開微信，登陸微博等等余不一一。密碼的存在能讓我們保證信息的安全。傳統(tǒng)意義上的開工密鑰算法(RSA)認為，密鑰越長越安全，這是顯而易見的道理。但隨著計算機更新?lián)Q代，破解密碼的時間也在縮短。谷歌花費大力氣研發(fā)的量子計算機，其運行速度可比傳統(tǒng)計算機快1億倍。舉個例子，對一位500位的數(shù)字進行因式分解，普通計算機需要耗費數(shù)億年，量子計算機可能只需要幾分鐘。

　　潘建偉說：“量子不可分割、不可克隆，一次一密、完全隨機，所以能保證加密內(nèi)容不被破譯。它有利于保障信息安全，理論上能保護全人類的隱私。當然，我們才剛剛開始，未來可能發(fā)多顆量子衛(wèi)星進行組網(wǎng)。”

　　年輕的“海歸+本土派"團隊

　　中國科大的這只“量子夢之隊”，從2003年至今，戰(zhàn)績可觀。團隊1次入選美國《科學》雜志評選的“年度十大科技進展”，1次入選《自然》雜志評選的“年度十大科技亮點”，6次入選歐洲物理學會評選的“年度物理學重大進展”，5次入選美國物理學會評選的“年度物理學重大事件”。成員曾獲得國際量子通信獎、求實杰出科學家獎、何梁何利科學與技術(shù)成就獎等重要獎項。其中潘建偉和陳宇翱，2005年和2013年先后榮獲歐洲物理學會“菲涅爾獎”，這是授予量子電子學和量子光學領(lǐng)域青年科學家的最高榮譽。

　　在這支隊伍里，80后陸朝陽十分顯眼。他在接受采訪時說，“一場同鄉(xiāng)會上，潘老師把我引進了量子世界。2003年秋，中科大迎來一批新生。浙江東陽籍學生有個傳統(tǒng)，學兄學姐請學弟學妹聚聚。同是東陽人的潘老師也應(yīng)邀參加。他當時在量子物理和量子信息研究上已成績斐然，一下子成了焦點?！?陸朝陽原本保送到微電子專業(yè)讀研，這次見面后，他改了志愿，2004年本科畢業(yè)之后，來到合肥微尺度物質(zhì)科學國家實驗室，開始了光子糾纏和量子計算方面的研究。

　　潘建偉管理下的量子物理和量子信息實驗室在科研水準上一直向國際一流研究機構(gòu)看齊，要求非常嚴格，而學術(shù)氛圍自由寬松。

　　攀登科學高峰需要更廣闊的視野。陸朝陽完成碩士階段的研究后，潘建偉為了讓他獲得更好的發(fā)展，同時為了長遠的人才隊伍建設(shè)規(guī)劃，主動推薦他到英國劍橋大學深造。2008年，陸朝陽獲得英國海外研究獎、劍橋海外基金等提供的全額獎學金，進入英國劍橋大學卡文迪許實驗室，轉(zhuǎn)向一個新的研究領(lǐng)域：基于半導體量子點的固態(tài)體系量子調(diào)控技術(shù)。2011年初，陸朝陽順利獲得劍橋大學物理學博士學位，并當選丘吉爾學院院士(fellow)。

　　與阿里云聯(lián)手

　　在2015年10月中旬的云棲大會上，兩天時間里，有兩個主論壇，約30個分論壇以及3場開發(fā)者大賽在杭州舉行。阿里云及其合作伙伴在大會上發(fā)布了一系列新的云計算技術(shù)，向與會的200多家企業(yè)展示了量子計算、人工智能等前沿科技。

　　馬云在大會上談到，“我們正在從IT時代邁向DT(Data Technology，數(shù)據(jù)處理技術(shù))，DT時代最了不起的是利他思想，因為只有你相信別人比你更強大?！?在DT時代，計算能力將會成為一種生產(chǎn)能力，而數(shù)據(jù)將會成為最大的生產(chǎn)資料，會成為像水、像電、像石油一樣的公共資源，“中國是一個計算機大國，但是中國不是一個計算的大國，未來中國一定會成為一個計算大國。”

　　“中國經(jīng)濟巨大的潛力在于內(nèi)需，我們需要的是用’云’去激發(fā)內(nèi)需。”馬云說。

　　在云棲大會上，阿里云與中國科學院旗下的國盾量子聯(lián)合發(fā)布了量子加密通信產(chǎn)品，志著全球互聯(lián)網(wǎng)邁入量子時代。目前量子加密已在阿里云網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建立了多個量子安全傳輸域，通過量子傳送門實現(xiàn)同城數(shù)據(jù)中心互聯(lián)組網(wǎng)，能夠為客戶提供無條件安全數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，而這是全球首家云服務(wù)商提供量子安全傳輸產(chǎn)品落地服務(wù)。

　　量子加密通信遠遠不只是一種全新的加密手段，將是新一代網(wǎng)絡(luò)信息安全解決方案的關(guān)鍵技術(shù)，能保證數(shù)據(jù)安全。量子加密傳輸通過量子密鑰無條件地保障信息安全，傳輸過程中的一切信息截獲、密碼破譯、黑客技術(shù)，都將變得無能為力，讓互聯(lián)網(wǎng)在未來能更加安全。

　　另外，阿里云通過復雜的算法和軟件將加密技術(shù)鏈接到云中，從而實現(xiàn)更高的性價比。

　　“科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實應(yīng)用的過程漫長艱辛，許多前沿技術(shù)都被困于這段‘死亡之谷’而無法走出實驗室。和阿里這樣全球化的公司合作，能夠大大加速科研成果的應(yīng)用落地，更好的造福人類，這次量子加密產(chǎn)品能夠這么快發(fā)布就是一個最好的證明?！迸私▊ケ硎?。（摘自英國《華聞周刊》）