中国科技大学教授潘建伟就量子传输与未来通讯发表演讲

和讯网消息 2011诺贝尔奖得主北京论坛9月28日-9月30日举行。和讯网全程报道。中国科技大学教授潘建伟表示，中国量子通讯计划在2016年发射。通过这种技术的发展，最终构建广域的量子通讯网络，在空间卫中转战的帮助下实现远距离量子通讯。

潘建伟表示，未来我们想发射一颗量子卫星，可以把两个网络连接起来，以这样的方式构建量子通讯网络，在量子通讯的帮助下，通过发射装置发射到卫星上，可以把卫星上的量子态返回到地球上。目前国际上有类似的相应的计划，我们的量子通讯计划在2016年发射。通过这么一种技术的发展，最终构建广域的量子通讯网络，在空间卫中转战的帮助下实现远距离量子通讯。

　　以下为文字实录：

各位来宾大家早上好！根据论坛组委会的要求我今天的报告题目是量子传输与未来通讯。在我们中国有一本非常有名的小说就是《西游记》在小说里面有几位非常神奇的人物，第一个就是千里眼，千里眼可以看到千里以外的事情，顺风耳就能听到千里以外的事情，还有就是孙悟空，对于神话传说当中在当今现实中都实现了。电视很好的实现了千里眼的功能，我们每天用的手机或者电话本质上实现了顺风耳。随着信息技术的发展，大家就问了，我们在信息传输过程中我们的通讯，我们的信息交流，传输是不是安全的？这是我目前关心的一个问题，与此同时在吴承恩提出的三项功能，像孙悟空突然消失，又突然出现，现代科学会不会出现呢？随着量子传输的发展，部分来解决刚才所希望的这样一种类似于孙悟空筋斗云，介绍功能之前简要的回顾一下量子力学的基本原理。所谓量子是构成物质的基本单元，我们把他叫做光子，对于这种基本单位来说是不可分割的，这种不可分割的单位有几个奇怪的性能。根据量子力学的叠加原理甚至处于任意的叠加，对于大多数来说如果粒子本身处于什么你不知道，你可以做一下测量通过简要的分析告诉我们。所以未知了量子是不可以复制的。

我们把它应用于两个粒子的时候同时又两个猫，同时处在活活和死死的叠加状态，这种态有两个头子，这两个头子不管处于多远，你可以得到零和一这两个某一个，当你发现不管他们两个相距多么遥远，不管多么遥远他们都有精确的关联。当我们把这种量子叠加和量子久长（音）叠加的时候我们可以做很多事情，因为对这些测量结果中间这个窃听者不可能分成两份，这么一来中间倾听者的窃听是很容易被发现的，利用这两个分发是安全的，所以可以实现加密保证通讯的安全。还有另外有意思的是可以实现孙悟空的功能，假定我从合肥带来一个箱子，但是我忘了把钥匙，我的同事可以在合肥给我测量一下，我在这里就可以配一把就可以把箱子打开了。到了1993年的时候几个美国的科学家凭这个方法可以实现把一个量子态从一个地方传到另外一个地方，但是不需要把量子送过去。假定说有一个合肥人想到北京来，可以把纠缠物纠缠起来，这里面得到一些数据，是0、1、0的数，通过无线电台传到北京，传到北京之后只要对北京的粒子做一个相应的操作，例外这种方法可以做远距离的量子态，在上世纪90年代开始大家在这个方面做了大量的工作。

2005年之前国际上很多小组在英国、日本和中国很多小组做的大量工作，都做了超过百公里，因为光的不完美，它的密码的分发的速率比较低，所以比较没有使用价值。到2007年的时候国际上取得了比较好的进展，比如说美国的小组和中国的小组都利用光线达到100公里，200公里，这样一来在城市间利用这种技术就足够了，2008年的时候在合肥构建全通讯的网络，当时在欧洲也构建了这个网络 ，在2010年在日本也构建了量子光线网络。同样的就是说1997年的时候国际上实现了 首先光量子传输，随后大家希望把距离越做越远，所以大家想做原子传输，因为所有的物体都是由原子组成，对于原子比特来说当时的技术只能做到几十个微米，随后大家又在这个方面做了新的工作，希望在以往的工作上把钛从一个地方传到另外一个地方，当然在以往所有实验当中只是对单光子而言的，能不能对多个粒子进行传输，2006年的时候在国际上大家做的第一个这样的实验，当时做了两光子的传输，将来可以做三光子，四光子的传输，以往的实验当中存在着这样的困难，我们把距离做远是有很大得限制。而且如果说用原子存储器，我们可以非常方便的来实现遥远地点之间的原子久长（音），做远距离的量子传输。第一个有效方法是2001年提出来的，经过很多年的努力，一直到2008我们小组在国际上实现了一个非常稳定的量子中介器的演示，利用量子久长互相立宪量子传输，另外我们还有另外一个解决方案，可以利用飞行器的帮助我们可以很好的克服地表的影响，我们知道水平大气只有5到10公里的水平大气，这个光子可以80%的效率穿透大气层的，利用这个手段实现全球化的量子通讯。

基于这种想法在2003年时候在维也纳做的，把这个久长自由空间分发到600公里，2005年在合肥做了13公里的实验，证明这两个光子穿过大气层的时候很好的存活。2007年他们在西班牙群岛上实现了基于左右空间的144公里的单光子和久长光子的技术，远距离的情况下是可行的。与此同时利用前面发展的技术到了2010年在长城的八达岭实现了16公里的自由空间的量子传输，最终随着这个方面的技术的发展，到的今年夏天可以实现久长光子的分发，我们可以把两个久长光子传输百公里，当然这是一些原理性的实验，在工程实现上做了一些实验，在40公里的范围内模拟了基于卫星的量子。未来我们想发射一颗量子卫星，我们可以把两个网络连接起来，以这样的方式构建量子通讯网络，在量子通讯的帮助下，通过发射装置发射到卫星上，可以把卫星上的量子态返回到地球上。目前国际上有类似的相应的计划，我们的量子通讯计划在2016年发射。通过这么一种技术的发展，最终构建广域的量子通讯网络，在空间卫中转战的帮助下实现远距离量子通讯。我的报告就到这里，谢谢大家！