虽然从过去摩斯电码到电报、传真、再到联通电话、网络通讯,其信息安全的隐患都是仍然存在的。
而在量子通讯则因其不可被分割、无法被克隆等特点*,做到不可被盗取与绝对安全。
注:首先,光量子是不可被分割的,已是光能量的最小单位了。所以监听者未能采用将光子分成两半的方法(一半用于获取秘钥,一半用于传输给接收方防止被发觉)泄露信息。并且,光量子还具有难以克隆性。缘由是光量子本身是难以确切检测,所以监听者就难以通过确切检测光子,克隆出一个一模一样的光子以获取信息。换句话说,就是在量子通讯传输信息的过程中,信息一旦被泄露,就一定会被发觉。
当时钻研了一个月,认为这方案成熟后了,潘建伟便向小组报告了自己的构想。
岂料报告结束后,全组人竟无一人应答。
正当潘建伟惊讶之时,导师塞林格过了好半天才为他解开了疑问:
“潘,你不晓得这就是量子态隐型传输的理论方案吗?另外一个小组就正在打算这个实验!”
潘建伟确实不晓得。
但这也正中其下怀,很快他便主动抱病加入该实验组。
而这一恳求,也渐次改变了潘建伟今后的命运。
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一年后的1997年,该小组便在上发表了一篇题为《实验量子隐型传态》()的论文。
当时,27岁的潘建伟正是第二作者。
随即,他与朋友又先后在国际上首次完成了量子纠缠交换,三光子、四光子纠缠及其非定域性检验,量子纠缠纯化等重要实验。
在美国耕耘多年,潘建伟也认为差不多该归国实现当年的构想了。
但刚博士结业的潘建伟也明白,想要在中国将这颗量子的种子埋下实属不易。
那时,国外的量子信息研究仍然是一张白纸,除了少有人懂,有时侯就会被觉得是“伪科学”。
每次他提及此构想,他人总是要问他“这个东西美国有没在搞?”“到底靠谱不靠谱?”
在这些情况下,想要申请到国外科研经费自然难于上青天。
不过天无绝人之路。
原先他在1997年在上发表的论文,正好在1999年被评为“百年化学学21篇精典论文”。
这个实验,也被公觉得量子信息实验领域的开山之作。
值得一提的是,与该成就并列的还包括伦琴发觉X射线、爱因斯坦构建相对论、沃森和克里克发觉DNA双螺旋结构等。
这阵容强悍得惊人。
潘建伟也以这些特殊的形式,向自己素未相熟的“导师”爱因斯坦致敬。
很快,这个消息就传到了国外,潘建伟的名子也一炮而红。
时来运转,他递交的科研项目,也总算获得了支持。
拿着700万资金,潘建伟便开始在母校中科大着手成立实验室。
但是在这些情况下,指责声依旧挥之不去。
有人甚至说他是“假归国、真诈骗”。
对于这么诛心的指责,潘建伟并没有呈口舌之快。
他还能做的,只有埋首干,尽早掏出成绩。
虽然作出科研成果,才是对抗这诸多指责声的最有力还击。
果然,在不到一年的时间,他的研究组就在世界权威刊物《物理评论快报》上发表了7篇论文。
而当时国外院校,在该刊物上一年也发不了几篇。
虽然,当时国外量子信息领域的研究水平和人才储备都是很薄弱的。
想要实现实验室的从无到有,还须要一番底蕴。
而为了不与世界相悖,潘建伟也过上了“候鸟”般的生活,国外外两头跑。
到2009年,完成了技术和人才的积累后,潘建伟才决定“是时侯彻底搬家了”。
辞去美国的职位后,潘建伟便将美国的实验室整个迁回了中科大。
“搬家的清单足足列了120页,大到激光器量子物理的应用论文,小到12毫米的镜框,全部搬归国了。”
而曾经由潘建伟“量身定做”送往海外顶级实验室的年青人,也在他的预期内相继归国,组成了如今的“潘之队”。
潘建伟领衔的量子科学研究团队
而行至今日,潘建伟团队也在成长过程中收获一系列震撼的成功,屡创世界第一。
首次实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐型传输;
首次实现16公里自由空间量子态隐型传输;
首次实验实现了八光子薛定谔猫态;
借助八光子纠缠,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型传态和纠缠分发;
首次实现多自由度量子隐型传态,这也被美国数学学会(World)评为“2015年度十大化学学突破”......
但在这众多成就中,最让潘建伟自豪的,其实还是2016年全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”。
这也标志着世界首次实现了卫星和地面之间的量子通讯。
而在这之前,没有任何可以借鉴的成功经验。
从过去模仿,到如今独创,这世界第一颗量子卫星的发射,给了我国科学家极大的自信。
封面上的“墨子”号
到2017年8月10日,“墨子号”也宣布完成了三大科学实验任务:量子纠缠分发、量子秘钥分发、量子隐型传态。
此后,它将与“京沪干线”一同建立起我国天地一体化广域量子通讯网路。
这也意味着,将来我国国防、政务、金融、商业等领域,信息都将得到绝对的保密与安全。
2017年潘建伟被评为《》年度十大科学人物
虽然随着量子通讯技术逐渐迈向实用化,国际上,信息安全领域的竞争也将愈加激烈。
从U盘有“后门”,到“斯诺登”事件,再到你们以为很安全的海底光缆都可以通过导弹监听。
无论个人隐私,还是国家安全,这种信息泄露的严重后果,你们也有目共睹。
现今有报导的全球范围内,由于个人隐私泄漏所导致的经济损失,早已达上千亿美金。
而量子通讯,正是当前被证明无条件、“绝对”安全的通讯手段。
可以毫不夸张地说,在未来没有量子通讯的国家,其信息安全在别国看上去就等同于透明。
而没有信息安全量子物理的应用论文,也就意味着没有国家安全。
在过去传统的信息安全领域,中国始终落后于他国。
但自从“潘之队”成立后,我国起码在全球量子通讯领域成为了领头羊。
在国际形势严峻的当下,各国纷争不断。
中俄贸易战争打响后,便不断持续升级。
而中兴风波也如同给了中国当头一喝,让人感慨良多。
人民晚报评论道:只有把核心技术把握在自己的手中,能够真正把握竞争和发展的主动权。
所以在未来,我们仍须要,逐步保持这领先地步。
2018年3月,在全省人代会期间,潘建伟也表示:
“期盼在我有生之年,能亲眼见到以量子估算为终端、以量子通讯为安全保障的量子互联网的诞生。”
量子热学最大的神秘之一,就是检测的本质谁也不晓得。
如同薛定谔的猫,你没打开袋子之前,永远不晓得猫的状态。
科学最大的魅力,就在于一切皆有可能,而中国的未来更是这么。
*参考资料
陈宇翱.害怕信息泄漏?你可能要多学点量子化学学.墨子沙龙.2017
潘建伟教授浅显解释“量子通讯”.中国科普博览.2016.09.21
谢飞君.潘建伟:让中国量子科学从跟随者变赶超者.中国高新科技.2017
包松娅.剖析潘建伟的“量子人生”.人民政协报.2014.12.1