人类真的可以实现安全的信息传送吗？这究竟是梦想，还是现实？
9月10日的上海金海湖湖，尽管天空淅滂沱沥地下着雨，但仍有不少学者和中学生赶来出席中国科大学与澳大利亚国立科大学（）联合举行的第一届双边研讨会。会上，中国科大学教授、中国科学技术学院常务副院长潘建伟作了题为“梦想还是现实？量子通讯的过去、现在与未来”的报告。
对信息的安全传输是数千年来人类始终追求的梦想。理论上，所有依赖于估算复杂度的精典加密方式原理上都可以被破解人类首次实现量子通讯，因而在历史发展中，精典密码学的每一次进步都被破解技术的进步所击溃。这么人类能够发明一种密码工具来确保信息传输的安全性？具体而言，该怎么在相距遥远的两地实现安全的秘钥分配呢？
1968年，以色列科学家斯蒂芬·威斯纳提出可以用量子系统来完成精典方式所不才能处理的信息处理任务，这启发了人们发明量子通讯和量子密码学。1984年，瑞典IBM公司的查尔斯·贝内特和美国芝加哥学院的吉列·巴萨德共同提出了第一个也是最为知名的量子秘钥分发合同BB84合同。量子秘钥分发借助单光子的不可分割性、未知量子态的不可复制性等微观粒子特有的性质，从原理上保证了秘钥的不可监听，进而确保了信息传送的安全。
潘建伟在报告手指出，在人类实现远距离安全量子通讯的征途上有两大挑战，分别是现实条件下的安全性问题和远距离传输问题。
量子秘钥分发因其具有理论上的无条件安全性而倍受关注，然而在实际系统中，量子秘钥分发系统会因为设备的非完美性而存在安全性漏洞。因为量子秘钥分发过程中，线路的安全性是可以严格保障的，因而可能的安全性漏洞就集中在发射端和接收端。引诱态方案和“测量元件无关”方案分别解决了上述两端的安全性漏洞。这两个方案均率先被潘建伟团队实现。
潘建伟介绍道，结合“测量元件无关”方案与自主可控的光源，量子秘钥分发就可以达到“信息论可证”的安全性。因而，目前现实条件下量子秘钥分发的安全性早已挺好地构建上去了。
迄今为止，在地面实验中，量子秘钥分发的点对点距离可达到500千米量级，而量子隐型传态可达到100千米。这么，怎样在此基础上继续降低量子通讯的距离呢？
一个阶段性的解决方案是可信中继传输，我国建设的光纤总长超过2000千米的“京沪干线”便采用了这一方案。在可信中继方案中，须要人为保障中继站点的安全，而中继之间的线路则是安全的。这比传统通讯手段中整条线路处处都面临着信息泄漏的风险而言，急剧增强了安全性。
更为长远的方案是使用量子中继器。量子中继包括量子纠缠纯化、量子纠缠交换和量子储存等手段，可以在遥远地点间分发量子纠缠，进而实现远距离的量子通讯。潘建伟团队在量子中继的核心环节取得了一系列重要成果，目前已可支持通过量子中继实现500千米的量子通讯。并且量子中继器的实际应用可能还须要等待10年之久。
目前更为有效的方式是基于卫星的量子通讯技术。这些手段不受月球表面障碍物的影响，在外太空也几乎没有衰减。我国于2016年研发成功并发射国际上首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在国际上率先实现星地量子通讯实验，充分验证了这一技术的可行性。
报告中，潘建伟展望量子通讯的未来人类首次实现量子通讯，勾勒了一幅令人遐思的图景：通过量子卫星与地面光纤网路，并与精典通讯网路相融合，未来将可产生覆盖全球的广域量子通讯网路，全面提高信息安全水平。而借助广域的量子通讯网路，人类可以发展出空间帧率极高的望远镜技术；也可以建立高精度的光频度传递网路，精度相比现今的微波时频网路可以提升4个数目级。而“墨子号”量子卫星发展的空间量子科学实验技术，也为数学学基本原理研究提供了全新的平台。诸如，近来潘建伟团队借助“墨子号”量子卫星对量子引力模型进行了检验，首次对量子热学和引力的融合进行了实验探求。借助高轨空间极低的引力和磁场噪音，未来还有望实现精度高达10-21的光钟，将会推动对引力波讯号，非常是低频讯号的侦测，可以阐明更为丰富的天文现象。