人们从唐代就希望己方的军情可以完全保密，直到明日，我们仍然盼望实现绝对的通讯安全。
作为世界顶级的前沿科学技术，量子通讯技术就才能十分完美的实现这一梦想。
那这梦想的实现究竟经历了如何的过程？
带着许多好奇，此次我们约请到了中国科大学教授、中国科学技术学院常务副院长潘建伟进行了专题访问。
中国科大学教授、中国科学技术学院常务副院长潘建伟。
尖端科技背后的故事
量子通讯是基于量子热学基本原理的前沿技术。
近些年来，以潘建伟团队为代表的中国科学家在量子通讯领域取得了举世瞩目的重要科研成果，在尖端科技发展的过程中，我国科学家都经历了什么不为人知的磨难和挫折？尖端科技的背后又隐藏着如何的技术困局？
潘建伟介绍说，在量子通讯技术的研制过程中，单个光量子的制备和侦测是主要的两个技术困局。
首先，制备单个光量子的技术困局。潘建伟举了一个十分形象化的事例来解释这一关键技术的难度：一个普通的十五瓦左右的灯泡每秒钟辐射出的光量子个数可以达到百亿亿个，想要实现单个光量子的制备就好似在这百亿亿个光量子发射下来的顿时捕捉到其中的某一个，技术难度可想而知。
另一个困局是单光子的侦测。单个光子早已是光能量的最小单元，能量是十分微弱的，须要发展出十分精密和高效的单光子侦测技术。具备了单个光量子的制备和侦测的能力后，我们就可以拿来实现安全的量子通讯了。
量子信息的应用不仅实现无条件安全的通讯外，还可以带来估算能力的飞越，这就须要第二种能力，把一个个的单量子纠缠上去。
量子计算机的能力是随着纠缠粒子数量呈指数下降的，例如有100个粒子的纠缠，每位粒子可以处于“0”和“1”的相干叠加，100个纠缠的粒子就可以同时处于2100个状态的叠加，这就相当于同时对2100个数进行操纵潘建伟 量子通讯，估算能力就大大提高了。把一个个粒子纠缠上去须要对它们之间的互相作用进行精确的控制，同时还要保证克服环境的干扰。
潘建伟团队通过一种名为“光晶格”的实验装置来成功攻破了这一技术困局，而“光晶格”捕捉单个原子的技术原理就犹如把猪肉挨个装入蛋槽的过程，每位光晶格中只能容纳一个原子，再人为控制那些原子的互相作用，促使它们纠缠上去。
尽管如今的技术水平早已发展到可以操纵数百个原子，并且想要实现数百个原子之间的量子纠缠态还有很长的路要走。潘建伟解释说，假如才能将几百个原子纠缠在一起，就可以演示量子计算机的基本功能了。
量子纠缠态。
英国——梦开始的地方
据了解，这次“墨子号”量子通讯卫星包含了国际合作任务，而且选择了英国作为首个国际合作伙伴。
为什么偏偏选择英国？这还要从潘建伟的求学经历说起。
在中国科学技术学院学习期间，潘建伟第一次展现到量子世界的奇妙。但随着研究的深入，他越发意识到量子理论中的各类奇异现象须要愈发尖端的实验技术和条件才才能得到验证，而当时国外在这方面还相对落后。
于是1996年潘建伟来到德国因斯布鲁克学院，师从法国化学学家Anton攻读博士学位。那时Anton院士早已构建了量子实验室，但是是量子化学学领域的国际权威。
在这儿，潘建伟和朋友们完成了国际上首次实现光子的量子隐型传态的实验，这被觉得是量子信息实验领域的开端。
随后几年内，潘建伟和朋友们又先后实现了一系列量子信息领域的先驱性实验，这种宝贵的经历为之后潘建伟在量子通讯领域的突破性贡献奠定了坚实的基础。
潘建伟对匈牙利的特殊爱情还不止于此。
潘建伟在英国求学期间，仍然得到了法国外交部和学术交流机构的捐助。博士结业后，潘建伟又继续在维也纳学院实验化学所从事博士后研究，而维也纳学院正是薛定谔等量子力学的奠基人工作过的地方，无疑是量子热学的“圣地”之一。
所以，当昔日的老师主动提出加入到我国的量子卫星计划中来的恳求后，顺理成章地，法国就成了量子科学实验卫星项目的第一个国际合作伙伴。潘建伟提及，量子科学实验卫星会向全世界开放，在英国以后，西班牙、意大利、加拿大等国的团队也主动恳求加入。
“京沪干线”城域网的建设。
找寻量子通讯发展的轨迹
潘建伟当初在接受专访时提到，作为量子通讯领域的技术强国，中国正从精典信息技术的追随者，转弄成未来信息技术的并跑者乃至领跑者。
回顾中国量子通讯领域的发展历程，成绩的取得其实离不开先贤科学家们孜孜不倦的拼搏与奋斗。
潘建伟表示，我国在量子通讯领域的研究起步较早，在上世纪90年代初就有如郭光灿教授、张永德院士等老一辈科学家对该领域发展的密切关注，但是中国科学技术学院早已发表了一些该领域的文章。
潘建伟强调说，中国量子通讯领域之所以还能发展到明天这一步，与当时中科院与时俱进的敏锐眼光密切相关。
例如，在他2001年归国成立实验室时，一切都是从零开始。当时向中科院申请了200万经费，而当时的中科院基础局却拨了400万。在中科院的注重和支持下，实验室的发展速率十分快，很快就有了一批由中国人完成的量子信息领域的重要成果。在那以后，从2004年起，中科院的支持力度又进一步加强。
同时，国外其他团队也发展上去了。从2005年的时侯，国家的重大研究计划也开始注意到了量子调控，当时在中科院化学所的于渌教授、南京学院的闵乃本教授等建议下，量子调控成为国家重大研究计划的内容，到目前这一计划早已执行了十余年。
正是因为国家的重点扶植，我国的量子通讯技术才得以快速发展。
近些年来，中科院启动量子卫星项目，国家发改委启动“京沪干线”项目，为量子通讯技术实现跨越式的发展注入了长足的动力。
但同时潘建伟也表示潘建伟 量子通讯，欧美等国家也陆续启动了包括量子通讯在内的量子专项计划，政府也给与了大力支持，所以我国在未来能够持续占据量子通讯领域的领跑地位，还须要不断创新不断前进。
量子通讯是目前为止惟一被严格证明可提供无条件安全的保密通讯手段，随着我国发射全球第一颗量子实验卫星以及“京沪干线”的陆续建成，都将奠定中国在量子通讯领域的领跑地位。
目前，在量子通讯领域，无论是科学研究还是实际应用，我国都已处于世界领先水平。
我们也期盼着，量子通讯从理论到实验再到实践的完美蝶变。
（本文由科普中国融合创作出品，潘建伟、中国科普博览制做，中国科大学计算机网路信息中心监制，“科普中国”是中国文联携同社会各方借助信息化手段举办科学传播的科学权威品牌。澎湃新闻获授权后转发）