量子通信京沪干线年底开通 “中国制造”新名片望问世

　　16日，在第三届世界互联网大会的科技成果发布会上，量子通信专家潘建伟院士透露，上海到合肥的量子干路当日开通。另外，目前在建的“京沪干线”项目光纤长度约2000公里，计划于2016年底建成。近期我国首次实现超过400公里抵御量子黑客攻击的测量设备无关的量子密钥分发，我国创量子通信新世界纪录。

　　上海到合肥量子干路开通 量子计算研究时间表浮现

　　据科技日报消息，潘建伟说，为实现广域量子通讯网络，理想的方法是先用光纤实现城域网；利用卫星实现广域网。量子通信城域网的技术目前已比较成熟。

　　“为了实现广域量子通讯，目前我们正在国家相关部门的支持之下，实施‘京沪干线’大尺度的光纤骨干网工程。”潘建伟说，“今天是非常有意义的一天，上海到合肥的网络已经开通，它将用于银行和金融的交易分析，也可以用于银行数据的远程灾备。目前在中科院先导科技专项的支持之下，我们正在努力通过‘墨子号’卫星实验任务，实现广域量子体系构建。”

　　之前，潘建伟也曾详解中国量子计算研究的时间表：计划5年之后，实现50个量子比特的相干操纵，计算潜力将超越今年6月世界运算速度排名第一的超级计算机“太湖之光”；用15年左右时间，构建天地一体的有量子通信安全保障的未来互联网，即量子互联网。

　　他补充说，将用10年或更长时间造出专用量子计算机，应用于人工智能、大数据分析、信息提取等特殊领域。在经典计算机中，每个比特都只有0和1这两种状态。但在量子计算中，每个比特可以处在0和1的叠加状态上，一旦操纵的量子数目增多，它就会以指数增长的形式来提升运算速度，有并行运算的能力。例如，求解10的24次方变量的方程组，用“太湖之光”需要100年左右计算时间，但用万亿次的量子计算机大概只需0.01秒。

　　“构造小网络做量子计算机是该领域研究者努力的方向。”潘建伟介绍，目前，IBM、谷歌、微软和中国的研究小组都致力于量子计算机的研发。

　　潘建伟说，计划5至10年完成100个量子比特甚至几百个量子比特的相干操纵。“如果达到100个量子比特的相干操纵，对某些特定问题的求解速度就能达到2的100次方，这是目前全球计算能力总和的百万倍。”

　　潘建伟透露，目前，也将量子技术同步推广于潜艇自主导航等。他说，如果潜艇出海使用传统导航技术，潜行100天的话，(由于在海下无法同步校准)，误差将达到几百公里；但若利用成熟的量子精密测量技术，潜行百天后，误差会小于1公里。

　　在量子通信方面，据介绍，目前在建的“京沪干线”项目光纤长度约2000公里，计划于2016年底建成，将连接北京、上海等城域网络，将通过技术验证等，实现网上银行数据远程灾备、金融机构信息数据采集等应用示范。8月发射的中科院量子科学实验卫星“墨子号”，将实现高速星地量子秘钥分发、星地量子纠缠分发和千公里级的空地量子隐形传输。“目前，已建立起星地信道，为后期实验打下基础，以便最后形成天地一体的量子通信网络。”潘建伟说。

　　量子通信技术创新世界纪录 望打造新时代“国家名片”

　　从中国科学技术大学了解到，该校潘建伟、张强、陈腾云与清华大学王向斌以及中科院上海微系统所等单位合作，近期在国际上首次实现超过400公里抵御量子黑客攻击的测量设备无关的量子密钥分发。国际物理学权威学术期刊《物理评论快报》日前发表了该成果，称赞其“为量子密钥分发和量子通信最远传输纪录”。

　　据介绍，量子密钥分发可以为分隔两地的用户提供无条件安全的共享密钥。从1984年国际上首个量子密钥分发协议(BB84协议)提出以来，增加安全通信距离、提高安全成码率和提高现实系统安全性，成为开发实用性量子密钥分发的三大目标。

　　近年来，中科大潘建伟研究组围绕这三个目标取得了一系列国际领先的成果。他们于2013年首次实现测量设备无关的量子密钥分发，彻底解决了针对探测系统的黑客攻击，2014年又将安全通信距离拓展至200公里。

　　今年以来，潘建伟研究组进一步通过发展稳定的双光子干涉技术和系统长时间稳定技术，采用清华大学王向斌教授发展的4强度优化理论方法，结合中科院上海微系统所尤立星研究员研制的高效低噪声超导纳米线单光子探测器，成功地将测量设备无关的量子密钥分发安全传输纪录拓展至404公里超低损耗光纤和311公里普通光纤距离，创造了光纤传输距离新的世界纪录，推动兼顾安全和实用的远距离量子通信发展。该实验得到《物理评论快报》审稿人的高度评价，称其“是一个杰出的成就”，“打破BB84协议下单光子源的传输终极极限”。

　　《2016-2020年中国量子通信行业深度调研及投资前景预测报告》中指出，量子通信在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，不仅可用于军事、国防等领域的国家级保密通信，还可用于涉及秘密数据和票据的电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政以及企业云存储、数据中心等领域和部门，而技术又相对成熟，未来市场容量极大。另外，我国在量子通信实用化突破上也取得了不少成果。(以下资料为长江证券整理)

　　2007年

　　潘建伟小组在世界上首次实现了基于诱骗态方案的超过100km的光纤量子通信实验。同时，美国Los Alamos 国家实验室-NIST 联合实验组和欧洲联合实验室也分别采用该方案进行了百公里的量子通信。这3个实验同时发表于著名物理学国际期刊《物理评论快报》( PRL) ，真正打开了量子通信走向应用的大门，成为当年量子通信领域的一大焦点。同年，我国郭光灿小组实现基于波分复用的被动式线路切换技术，解决了量子信号在网络中自动寻址难题，并在商用光纤上实现40km范围内4 用户的无中转、任意互通的量子密码通信网络。

　　2008年

　　潘建伟小组在合肥市商用光纤上组建了国际上首个光量子电话网。

　　2009年

　　由中国科学技术大学潘建伟、陈增兵、彭承志等人组成的团队针对量子通信实用化展开了攻关研究，研制成功量子电话样机，并在商业光纤网络的基础上，在合肥组建了世界上第一个可自由扩充的光量子电话网，节点间距达到20公里，实现了“一次一密”加密方式的实时网络通话和3方对讲机功能，真正实现了“电话一拨即通、语音实时加密、安全牢不可破”的量子保密电话网络系统。该成果于2009年4月发表在国际光学领域著名期刊《光学快递》上，并立即被美国《科学》杂志以“量子电话呼叫”为题进行了报道。

　　2012年

　　潘建伟团队建成了国际上规模最大的量子通信网络“合肥城域量子通信试验示范网络”，标志着大容量的城域量子通信网络技术已经成熟。

　　2013年

　　潘建伟小组和加拿大一研究组分别在国际上首次实验实现了测量器件无关的量子密钥分发，完美解决了所有针对探测系统的攻击。在量子密码方面，两个独立研究组给出了一种新的加密手段，可以提供绝对的安全性，以解决量子黑客隐患。

　　2014年

　　潘建伟团队建成了“济南量子通信试验网”。潘建伟及其同事张强、陈腾云与中国科学院上海微系统所、清华大学的科研人员合作，通过发展高速独立激光干涉技术，结合中科院上海微系统所自主研发的高效率、低噪声超导纳米线单光子探测器，将可以抵御黑客攻击的远程量子密钥分发系统的安全距离扩展至200公里，并将成码率提高了3个数量级，创下新的世界纪录。

　　2015年

　　国际顶级科学期刊《自然》以封面标题的形式发表了中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等人的文章《单个光子的多个自由度的量子隐形传态》。这项工作打破了国际学术界从1997年以来只能传输基本粒子单一自由度的局限，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。

　　目前不论是在量子通信科研领域还是应用领域，我国都处于世界领先地位，量子通信正成为继高铁和核电之后中国在世界先进工业领域的另一张名片。

　　【大会直击】

　　在浙江乌镇举办的第三届世界互联网大会增添了一项重磅环节：15项全球最新科技成果在16日集体发布。其中一些堪称颠覆性的行业突破。

　　第三届世界互联网大会11月16日在浙江乌镇开幕，到场的所有互联网大腕都对AI(人工智能)话题极度敏感，他们全是“科技改变生活”的激进派，一致看好AI普及的速度。

　　中国证券监督管理委员会主席助理宣昌能指出，证监会将继续深入贯彻党中央国务院的决策部署和相关要求，坚持市场化、法制化、国际化的改革方向，从三方面提高资本市场服务实体经济的效能，支持数字经济和网信事业发展。

　　工信部副部长陈肇雄表示，“一带一路”沿线各国在ICT(信息通信技术)合作顶层设计、网络设施互联互通、惠民服务互利共享、信息技术协同创新等方面还有广阔合作空间。陈肇雄同时就未来的合作发展提出几点建议。

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　　量子信息科学的一大重要应用就是量子计算。有专家评论，当量子计算机发展到50量子位的时候，就能实现“量子称霸”，“碾压”世界上任何传统计算机。5日，在由中国科技新闻学会主办的“2016年中国科技传播论坛”上，中科院院士潘建伟认为，第一次“量子称霸”将会成为物理学和计算机科学的里程碑，“虽然目前不能说出确切的时间，但应该为时不远”。

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