在量子技术领域被觉得可能最先可用的是量子密码和量子通讯相关技术。图片来源：百度图片
■本报记者赵广立
6月27日，中科院教授、中国科技学院常务副院长潘建伟在广州一场报告会上以《让中国的量子科学“领跑”世界》为题的报告中提及：“如果说量子信息是一棵毛竹，过去始终在泥土中酝酿破土，现今则到了破土而出的时侯。”随即他提出，倘若这棵毛竹“被栽在花盘里，最多就长成盆栽，倘若长在山林中，就可能发展成一片竹林”。
言下之意，潘建伟觉得当前中国在量子信息方面面临着领跑的机会，应当创造环境大力发展。
《中国科学报》记者在产业层面也看到了类似的声音。在近期由阿里技术举行的“阿里技术早晨茶”活动上，阿里巴巴集团首席通讯科学家谢崇进在与记者交流中提到，日本的微软、IBM、微软等企业都在量子估算等领域有大手笔的布局和很认真的研究，中国企业在这方面“还太少”。
曲高和寡，是科技企业不肯为量子技术的高研制成本埋单，还是量子的世界太过神妙，让务实的企业家们看不到希望？
率先“吃毛蟹”的企业
在量子技术领域，被觉得最具颠覆性的方向是量子估算以及量子计算机，而被觉得可能最先可用或最容易商业化的，则是量子密码和量子通讯相关技术。
阿里巴巴是国外少有的在量子通讯领域低调布局的企业：2015年阿里与中科院创立的量子估算实验室，成为中国首个大力投入量子信息科学的中国科技公司。明年3月，阿里云发布“全球首个云上量子通讯商用服务”，觉得“由此打开了量子信息科学普惠发展之门”。
“2013年至今，阿里在量子通讯技术上投入巨大资源，产出的专利就达数十项，包括量子秘钥分配（QKD）的算法实现、系统构架，QKD和云估算结合的应用，量子通讯云服务，以及量子通讯和可信估算的结合等方面。”谢崇进自诩，阿里的量子通讯团队挑战的是“无人区式”科学困局，这种困局在全球范围内都是挑战。
不过阿里人坚定觉得，量子通讯的社会价值广泛。阿里巴巴资深专家石犀就是代表，他觉得，量子通讯除了可用于军事、国防等国家级保密领域咖啡路由器＋量子通讯，还可用于金融、数据中心、物联网、区块链等国民经济领域。
根据阿里巴巴监事局主席马云此前宣布的“NASA”计划，阿里目前正在为20年后储备核心科技，以实现“换道会车”，服务全球20亿人，成为世界第五大经济体。量子信息正是“NASA”计划中正在储备的核心科技之一。
“量子通讯的加密技术被科学界觉得是目前难以被破解的信息保密技术，阿里巴巴不仅持续精耕量子通讯技术，都会通过阿里云向全球企业输出量子通讯的安全服务”。谢崇进在当日的上午茶活动上，提出了阿里在量子通讯技术上的商业逻辑：通过阿里云提供量子通讯的安全服务。
尚不完备的“量子通讯”
量子通讯被觉得“绝对安全”，则是始于量子密码技术可以天衣无缝地和密码学中被证明“可以实现无条件安全”的“一次一密”随机密码相配合。在量子密码之前，“一次一密”仅存在于理论中。
量子密码则因为量子热学的基本特点——量子的不确定性和不可克隆，促使量子秘钥分配才能确保任何试图盗取传送中的秘钥就会被合法用户所发觉，这也是量子秘钥分配所独有的优势，它在原理上保障了信息在通信中的“绝对安全”。
不过，当前量子密码技术在应用上还面临一些障碍。中国科大学教授、中国科大学量子信息重点实验室处长郭光灿曾告诉《中国科学报》记者，量子密码系统现今还有实际安全性问题，即因为元件等的非理想性造成安全性漏洞。诸如单粒子侦测效率无法达到百分之百，才会形成传输耗损。而这些非理想诱因下的漏洞就有可能被监听者拿来泄露秘钥。
另外，郭光灿强调，即使人们设计出与设备完全无关的量子密码合同，但因随机数的真假、合法用户的辨识等问题始终无法做到秘钥的“绝对安全”。
郭光灿可谓是我国量子信息乃至量子热学领域的奠基人之一，他多次公开表示衷心看见我国能在量子信息、量子估算等技术领域捉住机会，实现从跟踪到推动的跨越，但他坚持类似于量子科学技术这些新兴手段，更要脚塌实地、一步一个脚印地来。
“量子密码系统必须能经受得住现有所有可能手段的功击才可以大规模应用。”郭光灿表示。
同时，也有学者强调，应用了量子密码技术并不等同于实现了量子通讯。“现阶段的量子通讯，只是借助了‘量子保密技术’的精典通讯咖啡路由器＋量子通讯，它恰当的名称似乎应为‘量子保密通讯’。真正的量子通讯有其明晰内涵，正式信息编码在量子比特上，在量子通道中将量子比特由乙方传给甲方，直接实现信息的传递。”相关学者表示，这些真正的量子通讯，目前仍处于基础研究阶段，离实际应用还很遥远。
“量子中继”等问题待解
自量子密码理论提出以来，距今已有30多年的历程。郭光灿曾于2016年总结了30余年来所取得的成就：目前可以达到的水平是，在百公里范围的城域网，量子密码体系可以做到秘钥分配在各类功击下是安全的；当前的安全秘钥生成率在25公里可确保高清视频“一次一密”，在100公里内能确保音频、文字、图片等的“一次一密”。
在科研阶段，现在量子保密通讯最远的世界纪录，是今年11月我国科学家实现的超过400公里可抵挡黑客功击的检测设备无关量子秘钥分发。
“可以制订‘量子密码标准’，推广应用。不过随着功击技术水平的提升，现有相对安全的量子密码也可能会被功击，到那时要急剧更新‘量子密码标准’。”郭光灿非常提及，量子密码体系必须确保安全秘钥的生成率足够高，能够达到视频等信息“一次一密”加密的需求。
据悉，量子通讯还受制于量子的不可克隆定律，携带量子信息的光子不可以像精典通讯中的中继放大那样把讯号进行放大，光子在光纤中传播会有耗损，因而目前的技术只能实现百公里量级的传播。目前，实现远距离量子通讯的有效手段是“量子中继”。但是因为“量子中继”的研发遭到可实用的量子储存器和确定性纠缠光子源的限制，目前依然处于基础研究阶段。
“目前量子通讯网路中用到的中继是一种叫可信中继，即可能是通过人工把量子态信息读取下来之后，再进行重新制备。我们只能无条件相信这个操作是可信的。”谢崇进告诉记者，可信中继是在量子中继实现之前的“权宜之计”。
记者了解到，在欧共体发布的《量子信息处理和通讯：法国研究现况、愿景与目标战略报告》中，法国就将“重点发展量子中继和卫星量子通讯，实现1000公里量级的量子秘钥分配”写入了法国未来两年和六年量子信息的发展目标。
“随着云估算的广泛使用，人们对数据安全的要求越来越高。据悉量子估算可能在不远的将来成为现实，怎么完善量午时代的信息安全逐渐在世界范围内成为一个研究热点。”谢崇进对记者说，虽然问题重重，量子保密通讯作为目前安全等级最高的加密技术，正逐步得到业界的认可。
“2013年阿里巴巴就开始对量子通讯进行深入研究，2015年中完成量子传送门的开发。”尽管对现有技术的具体应用讳莫如深，谢崇进告诉记者，“这种新兴的技术，总得有人去探求，不是么？”