無論是量子通信的累累碩果還是量子計算的節(jié)節(jié)突破,近年發(fā)展迅猛的量子信息應用可謂世界科技界的“當紅炸子雞”。作為對抗量子計算超強“攻擊”能力的“盾”,量子通信由于能保證信息傳輸?shù)慕^對安全性,成為近幾年國際科研競爭的焦點領域之一。
我國作為在量子通信行業(yè)處于領先水平的國家之一,近年來在量子通信領域的研究和應用方面取得了一系列重要進展,量子通信已經(jīng)成為國家又一張響亮的世界名片。
“硬科技可以改變世界,量子通信領域,是中國為數(shù)不多的黑科技領先領域,是新時代的國家名片”,這是主流媒體對我國量子通信發(fā)展成就的定調(diào)。
但同時,量子通信也是一個備受爭議的領域。由于高科技的神秘面紗和資本的狂熱追逐,不少人會提出疑問,量子通信的應用到底發(fā)展到什么程度,它究竟能給人們創(chuàng)造什么價值?
對此,中國科學技術大學量子物理專業(yè)博士、浙江九州量子信息技術股份有限公司(以下簡稱為九州量子)副總裁趙義博對科工力量表示,對量子通信理解的爭議的主要起因是名稱有歧義和產(chǎn)業(yè)化應用模糊不清。
那么,量子通信目前數(shù)百億的市場究竟集中在哪些領域?量子通信產(chǎn)業(yè)化發(fā)展程度如何?下一步發(fā)展的重點難點是什么?近期,趙義博博士在接受科工力量采訪時一一進行了解答。
問:量子通信是什么?我們現(xiàn)在對量子通信的理解還存在哪些誤區(qū)?
趙義博:量子物理因為其博大深奧,一直在科研界和普通人心中都有及其崇高和神圣的地位,這也讓一些技術成熟分支領域在應用方面遭到了誤解。量子通信就是其中被誤解的一項。其實我們現(xiàn)在用于應用的量子通信,本質(zhì)上是量子密碼,也叫量子密鑰分配或者量子保密通信,只是用來傳遞密鑰的。
現(xiàn)在大家對量子通信的最大誤區(qū),就是看名稱和網(wǎng)上的科普搞不清用途,這也是產(chǎn)生爭議最主要的原因之一。量子通信包括量子密鑰分配和量子隱形傳態(tài),由于量子隱形傳態(tài)技術只是實驗室技術,近些年根本不可能被商用,目前大家談的量子通信只是量子密鑰分配而已,但冠以“通信”的頭銜,就擴大化了其價值。
還有些誤區(qū),比如過分神化和夸大了量子通信,致使很多關心量子通信的人士根本無法搞懂其到底是什么,對孰是孰非缺乏判斷力,以致于有人直接根據(jù)網(wǎng)上的宣傳材料便可判定是騙局。
另外,大家覺得中國的量子通信在世界上是最強的,這也是一個誤解。英國、日本、瑞士等國家的技術進展很快,某些方面一直在超越我國,應該說這些國家各有千秋,更符合實際情況。
問:是不是因為上述分歧或爭議,才會有人甚至認為量子通信是個騙局?對此您怎么看?
趙義博:有人認為量子通信是騙局,核心還是在于產(chǎn)業(yè)化過程中的科普不夠嚴謹,媒體報道中出現(xiàn)了很多夸大和誤導性描述。
另外,量子通信的產(chǎn)業(yè)化結果模糊也是產(chǎn)生此認識的另一個原因,國家在持續(xù)支持,上馬了很多項目,但沒產(chǎn)生非常直接和明顯的效益,安全性保障永遠屬于幕后,說不清,道不明,騙局論自然很難被反駁。
問:近期量子計算機又取得了重大突破,有人認為量子計算和量子通信是矛和盾的關系?你怎么看待這個問題?
趙義博:量子計算技術成熟后,將會對現(xiàn)有的密碼技術帶來很大沖擊,意味著當前的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)可能不再安全。但量子通信提供了一種完全保密的通信技術方案,理論上能夠?qū)谷魏喂?,包括量子計算的攻擊。所以說,量子計算是矛,量子通信是盾,這種說法是很形象的。
現(xiàn)在量子計算技術還不成熟,量子通信技術的發(fā)展是走在前面的,量子密鑰分配是目前唯一已經(jīng)被證明能夠?qū)沽孔佑嬎銠C超強計算能力的密鑰體系。發(fā)展量子通信,其實就是說先把盾做好了,來抵抗未來量子計算的矛。
這也解釋了很多人的疑問,量子通信技術已經(jīng)完善這么久了,為什么近幾年應用化才上來。這也是量子計算的發(fā)展“倒逼”的。
問:全世界的量子通信技術在這幾年都有了突破式的發(fā)展,您能不能介紹一下主要國家的情況以及中國現(xiàn)在的優(yōu)勢和不足?
趙義博:日本、英國、瑞士和中國的量子通信技術比較領先,這幾個國家在量子通信技術發(fā)展方面各有特點。
日本的東芝公司在設備調(diào)制速率和單光子探測器性能方面比較領先,主要原因是日本的高速和高靈敏電子電路設計的基礎比較好,這些基礎技術也是量子通信技術的支撐;英國布里斯托大學的芯片化技術比較先進,英國現(xiàn)在能把量子通信的光路做到一小塊芯片上,大幅減小密鑰分發(fā)設備的體積并降低成本;瑞士的IDQ公司在國際上的影響力比較大,全球很多國家都采用了他們的設備。
中國在工程試驗方面比較領先,量子通信工程試驗的規(guī)模要遠遠超過其他國家,研究成果已經(jīng)逐步進入實際應用階段。但在芯片化方面還需繼續(xù)努力。
問:在量子通信技術研發(fā)當中,最難的環(huán)節(jié)是什么?您是如何解決這類問題的?
趙義博:量子通信技術研發(fā)方面,核心難點有三個:1.安全性,一定要本著負責任的態(tài)度盡最大可能減少安全性漏洞;2.穩(wěn)定性,主要指設備自身魯棒性、抗信道干擾的能力和設備壽命; 3.成本,使用成本不能過高。
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