量子密钥分发和量子保密通信扛起量子科学实用化“大旗”

8月27日，由中国科学技术大学主办的第8届国际量子密码大会在上海举行。这也是量子密码领域最知名、影响力最大的国际学术年度会议，首次在中国举办。全球量子科学领域的不少学术大咖，共同研讨了量子通信领域最新进展和未来趋势，更为量子科学发展探讨着产业化的新图景。

自上世纪九十年代以来，量子信息科学得到了迅猛发展。其中，量子通信、量子计算、量子精密测量等量子信息技术可以在确保信息安全、提高运算速度、提升测量精度等方面突破经典技术瓶颈。

量子保密通信克服了经典加密技术内在的安全隐患，单光子的不可分割性和量子态的不可复制性从原理上保证了信息的不可窃听和不可破解，确保身份认证、传输加密以及数字签名等技术手段的无条件安全，因此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。

大会上，来自各国的科学家都介绍了本国的量子通信发展计划，其中“墨子号”成了明星焦点。“我们的“墨子号”量子科学实验卫星，上天已经两年了，它正在成为洲际量子通信的全球信使。”中科院院士、中国科技大学常务副校长潘建伟说。

2017年9月，结合“墨子号”卫星，我国科学家成功与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信，这标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网络雏形。潘建伟说，到了今年，这种国际合作正在遍地开花。团队与非洲西北海域的加那利群岛进行了洲际通信，并将与加拿大、意大利等国展开合作，这一系列洲际实验，都在不断验证量子保密通信的安全性。

而且，这一国际合作逐步正“双向”进行。鉴于日本也有量子卫星的发射计划，潘建伟表示，也期待能与日本展开合作，“与基础科研相关的领域，我们愿意开放在这一领域的经验，和全世界进行合作。”

记者了解到，目前更多的量子科学卫星也正在规划中。据介绍，在相关部门的统一部署下，我国已经开始研制中高轨量子通信卫星，同时正在研制3到5颗低轨量子通信卫星，满足更为广泛的需求，把量子密钥送往全世界。

随着量子通信技术的不断成熟，量子密钥分发和量子保密通信，正在逐渐成为量子科学实用化速度最快的领域。潘建伟表示，今年学术会议上多位专家都提到，量子保密通信的基础设施建设正在全球提速。这好比是在实验室和实用化之间架起了一个“连接”，让更多的人可以参与进来。

现代量子信息理论的创始人之一、2018年沃尔夫奖获得者查尔斯·班纳特（Charles Bennett）说，“墨子号”的发射以及一系列中国量子通信领域的突破是令人印象深刻的，它将量子密钥分发的距离拓展到了千公里量级，把量子通信推到了可实际应用的当口。“人们最期待看到的，就是科学一步步向前推进，最终发展为行业应用。”

记者在大会上看到，包括百度、阿里巴巴等在内的多家互联网企业，也正在加入量子科学实用化的大军中。企业的积极参与，将加快这一进程。

潘建伟说，量子通信的产业化进程需要经历两个过程。一是“降成本”。只有让用户觉得这一保密通信不仅安全，而且用得起，其大规模应用才会有可能。“现在已经在金融、电力等领域进行了小规模的应用。”

二是安全性验证，不仅证明量子保密通信的理论安全，也要在实践中证明其安全性。一方面要做大量的攻防测试，另一方面也要形成标准，例如量子密钥分发和量子保密通信的行业标准制定。潘建伟也希望，在经过一周的会议讨论后，全球量子通信领域科学家能够形成一些共识，发表一个宣言或白皮书，以推动整个领域的标准化建设。

除了量子保密通信，量子计算是量子科学又一炙手可热的“明星领域”。在解决特定甚至通用问题上，让其远远超过经典计算机的计算能力，一直是各国科学家追求的终极目标。

“未来的世界就是量子计算＋人工智能。硬件创新层面是量子计算机，软件创新就是人工智能”。图灵奖获得者、中国科学院院士姚期智表示，量子计算可以大幅提升我们进行海量数据运算的能力。

（原标题 保密通信扛起量子科学实用化“大旗”）

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