20世纪最重大的科学革命是哪些？毫无疑惑，是量子热学的构建。一个多世纪以来，量子热学尽管饱受争议，但已成为现代数学学的两大支柱之一，促进了半导体、激光、核能、超导、核磁共振等等的发展，从根本上改变了人类的生活形式和社会面貌。
这其中，有一个愈发年青的领域，也是更受争议的领域，那就是量子通讯。这是一个曾被“看不懂”的新事物，现在已成为国家重点支持的前沿科技和战略新兴领域。一个不这么广为人知的事情是，量子保密通讯是近现代唯一一个由中国新创造的产业。近日，量子通讯第一股国盾量子（）正式在科创板上市，标志着我国在量子通讯产业化方面迈出了重大一步。
量子通讯：从被指责到应用落地
量子热学是量子通讯的理论基础，其中，叠加、纠缠原理对量子通讯的研究起到了决定性作用。叠加原理指的是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上，即，你不观察它，一个电子既在A点又不在A点；你一观察，这些叠加状态就崩溃了，它就真的只在A点或则真的只在B点了，只有一个状态，“薛定谔的猫”就是其彰显。而所谓量子纠缠，指的是两个处于纠缠态的粒子无论相距多远，都能“感知”和影响对方的状态，有点类似于心灵感应。
这两个原理违反宏观世界认知，甚至可以用“诡异”来形容。20世纪以来，关于量子热学的拥趸与指责齐飞，但同时，在各大领域应用急速落地。
1993年，加拿大科学家C.H.提出了量子通讯的概念，此后，各国科学家开始进行大量研究。与好多中国后来居上的领域不同，在量子通讯这儿，中国科学家几乎一开始，就走在前沿。
1997年，正在英国留学的中国青年学者潘建伟与法国学者丹巴斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输，这是后来被誉为“量子之父”的潘建伟在国际上第一次声名蜚声。
将近10年后，2006年，潘建伟率领的小组、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室、欧洲法兰克福学院—维也纳学院联合研究小组，同时实现了超过100公里的引诱态量子秘钥分发实验，打开量子通讯迈向应用的房门。
其后，量子通讯一路高歌猛进，传输记录不断被打破。最新的重大突破是，去年6月，潘建伟团队联合牛津学院等团队在《自然》杂志发表的论文称，团队借助中国“墨子号”量子科学实验卫星实现了级的基于纠缠的无中继量子秘钥分发，相当于南京到上海的距离。
2009年，中国科技学院潘建伟、彭承志团队创立了湖北量子通讯技术有限公司，即后来的国盾量子，成为最早从事量子保密通讯产业化的企业。再以后的故事是，中国量子保密通讯产业化走在了世界最后端。
QKD的信息理论安全性
在“靠不靠谱”的指责声下，潘建伟等人在量子通讯领域作出的一批成就，胆气在于量子通讯的安全性。现代密码学觉得：一切秘密赋于秘钥之中，正是由于秘钥，量子通讯走入了密码学，服务于信息安全。
现阶段，量子通讯的典型应用方式主要分两种：量子秘钥分发（on,QKD）和量子隐型传态（,QT）。QKD主要采用1984年提出的BB84合同，借助量子的不可克隆性，对传统信息进行加密，实现点对点的安全通讯；QT是借助量子的纠缠态来传输量子比特，可以实现任意远距离的量子秘钥分发及网路，类似于“瞬间转移”。
如沃尔夫数学学奖获得者、量子密码的提出者之一所言，量子保密通讯“将最终实现所有密码学者千年来的梦想”。
QKD是目前远距离安全量子通讯的主要应用方向。基本方式是使用量子态来编码信息量子通讯市场，通过对量子态的制备、传输和测量来达到安全分发随机数——即秘钥的目的，这些分发的安全性不受人类估算能力的影响，常被称为信息理论安全性。因为量子热学的测不准和不可克隆定律，监听者未能取得正确的秘钥。而在传统的光纤通讯形式下，让光缆窃取一部份能量，就能否监听光缆传递的讯号，进而造成信息泄漏。
不过在应用中，QKD仍是依托于光纤通讯的，简单来说，量子通讯=传统通讯+量子密码，它更像是给传统通讯降低了愈加安全的量子密码保障。QKD的优势主要有两个：一是能判定出密码是否被监听者复制过；二是“一次一密”，密码用过一次后就不存在了，这在信息论里被称为“一次性便签”。
不过，这也可能引出通讯无法进行或则通讯成本高的问题，因此相对比较冷门。尽览历史，从牛顿到爱因斯坦，再到量子理论的发展，经过漫漫百年长路，而量子通讯理论提出只有27年，还需持续探求，甚至可能被推翻。市场的普遍观点是，量子通讯是个挑战和机遇并存的新兴行业。
抢劫信息技术的未来
实际上，量子通讯、量子估算和量子检测共同组成了量子信息——这个由量子热学和信息技术交叉产生的前沿科学，其中量子通讯是目前应用最多的方向。近些年来，“棱镜门”、华为被持续打压、全球最著名加密机器制造商被日本操控多年，众多风波让信息技术自主可控成为时代强音。量子信息大赛，早已在各大国之间展开。
早在2002年，俄罗斯国防部中级研究计划局就拟定了《量子信息科学和技术发展规划》，给出量子估算发展的主要步骤和时间表，甚或英国早在21世纪早期便在量子信息领域领先。
此后，各国陆续颁布量子信息的国家战略，日本、欧盟、俄罗斯、印度均已提出巨额资金投入和常年规划。2020年2月，日本发布了“美国量子网路战略愿景”，表示将建立基于量子保密通讯的量子互联网，还将量子信息设置成出口管制重要领域。目前，加拿大富士通、瑞士IDQ、奥地利的都是世界上研究量子通讯（主要是量子安全密码服务）的知名厂商。
于中国而言，量子估算方面仍在追赶，但得益于潘建伟等人的努力，在量子通讯大赛中，中国的研究和应用世界领先。目前，我国早已成功发射世界首颗空间量子科学实验卫星“墨子号”，开通了全球第一条量子保密通讯干线“京沪干线”，2017年，“墨子号”顺利完成任务后，获得多项国际领先的科学成果，我国第一次在空间量子科学研究领域走到了世界最前列。
远距离、无中继、小型化成为量子通讯应用的主要攻破方向。目前，我国早已实现500公里级真空环境光纤的双量子秘钥分发和相位匹配量子秘钥分发，以及级的基于纠缠的量子秘钥分发。结合最新发展的量子纠缠源技术、高效星地链路搜集技术等量子通讯市场，安全性和规模化程度还将大大提高。
量子通讯，正成为高等级信息安全的未来方向。当前，“以量子估算为代表的人类算力恐吓现有非对称密码体系”这一判定早已是主要密码技术国家的共识，各国纷纷启动的“抗量子估算”密码研究就是证明。而量子保密通讯，早已成为近现代唯一一个由中国新创造的产业。目前我国多项核心技术研究领先全球，而且早已能实现核心部件的自主供给。更重要的是，我国有望成为全球相关行业标准和规则的制订者。
产业化落地先行者
行业先行者正在成为规则制订者的重要成员。截止2019年9月末，国盾量子正牵头或参与29项国际标准、国家标准、密码行业标准、通信行业标准的制订工作。
2020年，距离潘建伟和彭承志等人创立国盾量子，是第11个年头。已成为中国科大学教授的潘建伟是国盾量子第二大股东，曾获国家自然科学奖银奖的中科大博士生导师彭承志兼任公司监事长，缘起于中科大、受四川省扶植的国盾量子带着浓重的科技底色和服务国家安全的色调。
招股书显示，国盾量子主要通过量子保密通讯网路建设，为政务、金融、电力、国防等行业和领域提供组网及量子安全应用解决方案。
目前，国盾量子主要为政府建立量子保密通讯骨干网、城域网、局域网，用量子秘钥进行信息传输，支持公共安全、税务、司法、民政等数据的安全传输，该解决方案已用于西安、济南、武汉、海口、贵阳等政府部门。
QKD产品是国盾量子的核心产品。2017-2019年，量子保密通讯产品销售金额分别为2.66万元、2.46万元、2.38万元，占主营业务收入的比列分别为97.75%、95.81%、93.08%。而QKD产品分别占量子保密通讯产品销售额的62.06%、70.26%和59.64%。目前，一台QKD产品平均售价为25.90万，价钱较高，因而国盾量子的毛利率处于较高水平，2017-2019年分别为68.16%、74.33%、68.18%。
截止目前，我国已建成的实用化光纤量子保密通讯网路总长（光缆皮长）已达7000余公里，其中超过6000公里使用了国盾量子提供的产品且处于在线运行状态。
据悉，核心技术上国盾量子亦是行业领先，目前拥有国外外量子技术相关专利212项以及多项非专利技术。且通过与现网宽带光通讯技术的融合，促进量子保密通讯的大规模推广。同时，布局芯片等前沿技术，改变核心元件被日本“卡手腕”的状况。2017-2019年，公司研制投入占营业收入的比列分别为25.89%、36.35%、29.45%，截止2019年末，技术人员占比为45.41%。
本次募集资金，国盾量子拟投入3.04万元用于量子通讯网路设备项目和研制中心建设项目，主要投入于高性能QKD技术、实用化星地量子通讯系统研究、实用化短距自由空间量子通讯终端研究等前沿技术。
2012年，西安建设全球首个规模化量子通讯网路，此后量子通讯产业逐渐迈向全省。预期未来3-5年，京津冀、长三角、珠三角、西南地区、中东部地区等城市带将相继新建或改建量子通讯城域网，金融、电力等其他领域亦空间巨大。目前，仅有国盾量子是专业从事量子保密通讯业务的上市公司，合作伙伴包括神州信息、中兴通信、中国网通等。
放眼世界，量子保密通讯的商业应用都处于中级阶段。随着组网技术的成熟和终端设备的大型化、移动化，量子通讯的应用还将扩充到联通网、企业网、个人与家庭、云储存等领域，常年有望形成量子云估算、量子传感器网等一系列全新应用，真正步入量子互联网时代。在这个德国、欧盟、日本纷纷瞄准的战略新兴行业里，先行领到船票的国盾量子，值得期盼。