“墨子号”再获突破：实现无中继千公里量子保密通信

毋问我从哪里来

2020年06月15日 23:50 中国新闻网

　　原标题：“墨子号”再获新突破：实现无中继千公里量子保密通信

　　中新网北京6月15日电 （记者 孙自法）继实现实验室内500公里点对点光纤量子密钥安全分发、依托可信中继站点建成约2000公里光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”、以量子卫星作为可信中继实现约7600公里洲际量子保密通信之后，中国科学技术大学潘建伟院士团队再次获得新的科研突破——利用全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”实现基于纠缠的无中继千公里级量子保密通信。

　　潘建伟院士及同事彭承志、印娟教授等组成的研究团队，联合英国牛津大学阿图·埃卡特（Artur Ekert）和中国科学院上海技术物理研究所王建宇院士团队、微小卫星创新研究院、光电技术研究所等相关团队，利用“墨子号”量子卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。这一实验成果不仅将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高一个数量级，并确保即使在卫星被攻击、遭控制的极端情况下依然能实现安全的量子保密通信。

                               
登录/注册后可看大图

中国科学技术大学潘建伟院士通过视频连线，向媒体介绍最新量子通信的科研突破成果。　孙自法 摄

毋问我从哪里来

　　这一现实条件下实现安全、远距离量子保密通信的量子通信应用领域重大突破成果论文，于北京时间15日深夜在国际权威学术期刊《自然》在线发表。审稿人称赞该研究工作是“朝向构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网的重要一步”，认为“不依赖可信中继的长距离纠缠量子密钥分发协议的实验实现是一个里程碑”，也正如量子密码提出者之一吉列斯·布拉萨德（Gilles Brassard）所言“这将最终实现所有密码学者千年来的梦想”。

　　论文发表前夕，中科院科学传播局、施普林格·自然集团15日下午联合举行该成果视频连线介绍会。潘建伟说，量子通信提供了一种原理上无条件安全的通信方式，但要从实验室走向广泛应用，需要解决两大挑战，分别是现实条件下的安全性问题和远距离传输问题。通过国际学术界30余年的努力，目前现场点对点光纤量子密钥分发的安全距离达到百公里量级。在现有技术水平下，使用可信中继可以有效拓展量子通信的距离，如世界首条量子保密通信京沪干线通过32个中继节点，贯通全长约2000公里的城际光纤量子网络；而利用“墨子号”量子卫星作为中继，在自由空间信道进一步拓展到7600公里的洲际距离。

　　潘建伟指出，尽管可信中继将传统通信方式中整条线路的安全风险限制在有限中继节点范围，但中继节点的安全仍需得到人为保障。实现远距离安全量子通信的最佳解决方案是结合量子中继和基于纠缠的量子密钥分发，原理上，利用量子中继可实现远距离的量子纠缠分发，但实用化的量子中继还需要较长时间，而利用卫星作为量子纠缠源，通过自由空间信道在遥远两地直接分发纠缠，为现有技术条件下实现基于纠缠的量子保密通信提供了可行的道路。

　　研究团队此次最新突破的科研成果，即基于“墨子号”量子卫星的前期实验工作和技术积累，通过对地面望远镜主光学和后光路进行升级，实现单边双倍、双边四倍接收效率的提升。“墨子号”量子卫星过境时，同时与新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站两个地面站建立光链路，以每秒2对的速度在地面超过1120公里的两个站之间建立量子纠缠，进而在有限码长下以每秒0.12比特的最终码速率产生密钥。实验中，科研人员通过对地面接收光路和单光子探测器等方面进行精心设计和防护，保证所生成密钥不依赖可信中继，并确保现实安全性。

　　潘建伟也坦言，这次发表论文的科研突破，目前只是科学上的原理演示，离实际应用还有较远距离。预期在六七年时间内，结合量子纠缠源技术和卫星技术的发展进步，未来通过卫星可每秒产生10亿对纠缠光子，最终密钥成码率将提高到每秒几十比特或单次过境几万比特，可以为基于纠缠的无中继远距离量子保密通信的规模化应用奠定基础。

　　他透露，基于这项最新突破所发展起来高效星地链路收集技术，可将量子卫星载荷重量由目前数百公斤降至几十公斤以下，并将地面接收系统重量由10余吨降至100公斤左右，实现接收系统的小型化、可搬运。这将大幅降低量子通信卫星研制和发射成本，为未来卫星量子通信的规模化、商业化应用奠定坚实基础。（完）

浅风儿

祖国强大！人民安康！

红影

最喜欢看这类信息了，厉害了，我的国

毋问我从哪里来

浅风儿 发表于 2020-6-17 14:55
祖国强大！人民安康！

“墨子号”取得量子通信重要成果！

2020-06-17 13:20 来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

合肥发布

《人民日报》今天头版和12版发布重磅消息：日前，“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。该成果于北京时间6月15日在线发表于国际学术期刊《自然》杂志。

中国科学技术大学联合研究团队表示，该实验成果将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级，并且确保了卫星在被他方控制的极端情况下依然能够实现安全的量子通信，取得了量子保密通信现实应用的重要突破。

基于该研究成果发展起来的高效星地链路收集技术，可实现接收系统的小型化、可搬运，从而为卫星量子通信的规模化、商业化应用奠定基础。

                               
登录/注册后可看大图

（2020年06月17日 12版）

山水迢迢 闪送量子密钥

核心阅读

量子密钥分发是量子通信领域国际学术界的关注焦点。日前，我国科学家在该领域取得重大突破。中科大潘建伟及其同事彭承志、印娟等组成的联合研究团队，利用“墨子号”量子科学实验卫星，在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发，将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级。

                               
登录/注册后可看大图

图为“墨子号”在新疆南山和青海德令哈两个地面站间分发量子纠缠示意图。“墨子号”科研团队供图

日前，一支联合研究团队利用“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。该实验成果不仅将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级，并且通过物理原理确保了即使在卫星被他方控制的极端情况下依然能实现安全的量子通信，取得了量子通信现实应用的重要突破。

该实验由中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、印娟等组成的研究团队，联合牛津大学阿图尔·埃克特、中科院上海技术物理研究所王建宇团队、微小卫星创新研究院、光电技术研究所等相关团队一起完成。该成果于北京时间6月15日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。

拓展量子通信的距离

量子通信是利用量子力学原理对量子态进行操控的一种通信形式，能够有效解决信息安全问题。

通常讲，量子通信分为两种，一种是量子密钥分发；另一种是量子隐形传态。

量子密钥分发通过量子态的传输，在遥远两地的用户共享无条件安全的密钥，利用该密钥对信息进行一次一密的严格加密，是不可窃听、不可破译的安全通信方式。

“量子密钥分发，就好比一个人想要传递秘密给另外一个人，需要把存放秘密的箱子和一把钥匙传给接收方。接收方只有用这把钥匙打开箱子，才能取到秘密。没有这把钥匙，别人无法打开箱子，而且一旦这把钥匙被别人动过，传送者会立刻发现，原有的钥匙作废，再给一把新的钥匙，直到确保接收方本人拿到。”潘建伟说。

量子通信提供了一种原理上无条件安全的通信方式，但要从实验室走向广泛应用，还需要解决两大挑战，分别是现实条件下的安全性问题和远距离传输问题。通过国际学术界30余年的努力，目前现场点对点光纤量子密钥分发的安全距离达到了百公里量级。

那么，如何再进一步有效拓展量子通信的距离？在现有技术水平下，使用可信中继能够做到。也就是说将点对点传输改为分段传输，并采用中继技术进行级联，即将整个通信线路分几段，每段损耗都较小，再通过中继器将这几段连接起来，并且这些中继器是可被信任的。

于2017年9月29日正式开通的世界首条量子保密通信京沪干线就是通过32个中继节点，贯通了全长2000公里的城际光纤量子网络；而利用量子科学实验卫星“墨子号”作为中继，在自由空间信道进一步拓展到了7600公里的洲际距离。

                               
登录/注册后可看大图

杜绝信息泄露的风险

尽管可信中继将传统通信方式中整条线路的安全风险限制在有限个中继节点范围，中继节点的安全仍然需要人为保障。例如，在星地量子密钥分发过程中，量子卫星作为可信中继，掌握着用户分发的全部密钥，如果卫星被他方控制，就存在信息泄露的风险。那么，怎样杜绝这种信息泄露的风险？潘建伟认为，实现远距离安全量子通信的最佳解决方案是结合量子中继和基于纠缠的量子密钥分发。

基于纠缠的量子密钥分发的原理是，无论处于纠缠状态的粒子之间相隔多远，只要测量了其中一个粒子的状态，另一个粒子的状态也会相应确定，这一特性可以用来在遥远两地的用户间产生密钥。

潘建伟进一步解释：“由于对粒子的测量最后是由用户端来进行，所以纠缠源（例如卫星）不掌握密钥的任何信息，即使纠缠源由不可信的他方提供，只要用户间最终检测到量子纠缠，就可以产生安全的密钥。因此，量子通信源端不完美带来的安全问题可以得到完全解决，进一步提高了量子通信的现实安全性。”

原理上，利用量子中继可以实现远距离的量子纠缠分发，但实用化的量子中继还需要较长时间。利用卫星作为量子纠缠源，通过自由空间信道在遥远两地直接分发纠缠，为现有技术条件下实现基于纠缠的量子保密通信提供了可行的道路。“墨子号”量子科学实验卫星在2017年首次实现千公里量级的自由空间量子纠缠分发后，实现基于纠缠的远距离量子密钥分发就成为国际学术界期盼的目标。

基于“墨子号”量子卫星的前期实验工作和技术积累，研究团队通过对地面望远镜主光学和后光路进行升级，实现了单边双倍、双边四倍接收效率的提升。

“墨子号”量子卫星过境时，同时与新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站两个地面站建立光链路，以每秒2对的速度在地面超过1120公里的两个站之间建立量子纠缠，进而在有限码长下以每秒0.12比特的最终码速率产生密钥。

“在实验中，我们通过对地面探测装置进行精心设计和防护，保证了公平采样和对所有已知侧信道的免疫，所生成的密钥可不依赖可信中继，并实现了探测设备的安全性。”潘建伟说。

结合最新发展的量子纠缠源技术，未来卫星上可每秒产生10亿对纠缠光子，最终密钥成码率将提高到每秒几十比特或单次过境几万比特。

迈向量子互联网的重要一步

潘建伟说，如同量子密码的提出者之一吉列斯·布拉萨德所指出的，基于纠缠的密钥分发是所有密码学家的梦想，也是其团队在继实现千公里级星地双向量子纠缠分发后努力的方向，此次取得的重要成果意味着朝向摘夺桂冠迈出了重要一步。

潘建伟介绍：“我们在不需要任何可信中继的情况下，把量子密钥分发的实际距离从之前的100公里提高到了1120公里，突破1000公里量级。在我看来更加重要的是，即使作为量子纠缠源的卫星，是由别人制造的，是不可信的，只要按照我们这个程序来做，它产生的密钥也是安全的。”

《自然》杂志审稿人称赞该工作“展示了一项开创性实验的结果”“这是朝向构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网的重要一步，我的确认为不依赖可信中继的长距离纠缠量子密钥分发协议的实验实现是一个里程碑”。

潘建伟表示，此次成果方案还属于实验室级别的成果，离真正实用化还有很长的路要走。“实现远距离安全量子通信，我们最理想的解决方案是全球化的基于纠缠的无中继量子密钥分发网络，也是我们在量子通信领域的最终目标，这还需要阶段性地一步一步往前走。”潘建伟说。

                               
登录/注册后可看大图

基于该研究成果发展起来的高效星地链路收集技术，未来可以将量子卫星载荷重量由现有的几百公斤降低到几十公斤以下，同时将地面接收系统的重量由现有的10余吨大幅降低到100公斤左右，实现接收系统的小型化、可搬运，为将来卫星量子通信的规模化、商业化应用奠定坚实的基础。

信息来源：人民日报

原标题：《“墨子号”取得量子通信重要成果！》

毋问我从哪里来

红影 发表于 2020-6-17 15:25
最喜欢看这类信息了，厉害了，我的国

夜海双鹰——海军第35批护航编队双机跨昼夜飞行训练

来源:人民网-军事频道　　编辑： 邬嘉宏　发表时间：2020-06-09 13:52

                               
登录/注册后可看大图

太原舰舰载直升机进行跨昼夜着舰训练。

这是一次例行性飞行。

近日，海军第35批护航编队在亚丁湾、索马里海域组织太原舰、荆州舰舰载直升机进行跨昼夜飞行训练。

当地时间17时30分许，天阴沉沉，伴有零星小雨。随着直升机起降部署下达，太原舰、荆州舰两舰双机同时起飞。

“舰载直升机反应快、机动性强，在前出查证、打击海盗等方面发挥着重要作用。”直升机组组长肖高尚说，“例行性飞行是保持技战术水平的重要手段，功夫只有练在平时，用时才能派上用场。”

首先进行双机协同训练。肖高尚淡定自若，空中指挥两架直升机，时而编队掠海飞行，时而协同远距查证……

不一会儿，夜幕降临，大海一片漆黑。肖高尚透过直升机侧窗往外看去，已经分不清哪里是天、哪里是海。这位有着近3000小时飞行记录的飞行员，因技术过硬、勇闯难关，曾荣立过二等功1次、三等功2次。

亚丁湾海域，对于许多中国海军飞行员而言，已不再陌生；但对于第一次参加护航任务的肖高尚和他的飞行团队来说，却是崭新的。

“来之前，我们参照以往护航经验进行了大量的学习与研究，可以说，虽未谋面但早已熟知。”肖高尚说，“抵达后，我们进一步熟悉当面海空情况、修订完善方案预案、强化舰机协同训练，如今配合更加密切、组织更加高效，心里更加有底了。”

尽管如此，这次跨昼夜飞行训练，肖高尚和他的飞行团队没有丝毫懈怠，他们结合护航任务特点，开展了巡逻警戒、侦察取证等反海盗针对性训练。

“这里的每一次起飞，都不是简单的飞行，它连着护航使命。”肖高尚说，“我们要苦练精飞，把本领练得越来越过硬。”

18时30分，转入夜间着舰训练。此时，天公不作美，乌云密布，还下起了阵雨。复杂的气象为练兵“添料”。在肖高尚悉心指导下，同乘的年轻飞行员续银城操纵直升机向太原舰飞去。

据了解，夜间着舰科目最突出的难点是没有任何外界参照物，很难判断飞行的高度和速度，只能依靠仪表保持状态，借助舰上助降设备进行着舰，对飞行员的心理素质和操纵水平都是极大的考验。

每一次闻令而动的背后，是飞过一次又一次不为人知的夜空。“这次跨昼夜飞行，我们重点练指挥、练协同、练技术、练心理，达到了预期的训练目的。”走下飞机，肖高尚显得一身轻松。（摄影报道：江山 钱术成）

毋问我从哪里来

毋问我从哪里来 发表于 2020-6-17 17:35
夜海双鹰——海军第35批护航编队双机跨昼夜飞行训练

来源:人民网-军事频道　　编辑： 邬嘉宏　发表时 ...

                               
登录/注册后可看大图

太原舰舰载直升机进行夜间着舰训练。

毋问我从哪里来

毋问我从哪里来 发表于 2020-6-17 17:35
太原舰舰载直升机进行夜间着舰训练。

                               
登录/注册后可看大图

太原舰舰载直升机进行夜间着舰训练。

毋问我从哪里来

毋问我从哪里来 发表于 2020-6-17 17:35
太原舰舰载直升机进行夜间着舰训练。

                               
登录/注册后可看大图

太原舰舰载直升机进行夜间着舰训练。

毋问我从哪里来

毋问我从哪里来 发表于 2020-6-17 17:36
太原舰舰载直升机进行夜间着舰训练。

                               
登录/注册后可看大图

太原舰舰载直升机进行夜间着舰训练。

毋问我从哪里来

毋问我从哪里来 发表于 2020-6-17 17:36
太原舰舰载直升机进行夜间着舰训练。

来源:人民网-军事频道　　编辑： 邬嘉宏　发表时间：2020-06-09 13:52

                               
登录/注册后可看大图

海军第35批护航编队直升机组组长肖高尚（右）做好起飞前最后准备。

驻在平安夜前夕

薛其坤院士“量子科技课”讲了什么？

2020年10月18日 11:36 中央纪委国家监委网站

　　原标题：极简科学课 | 薛其坤院士“量子科技课”讲了什么

　　10月16日下午，中-共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习。习近平总书记指出，近年来，量子科技发展突飞猛进，成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。加快发展量子科技，对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。

　　清华大学副校长、中国科学院院士薛其坤就这个问题进行了讲解。

　　量子力学造就了第三次科学革命

　　量子力学是关于微观物质世界运动规律的理论体系，与相对论一起构成现代物理学的理论基础，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。

　　量子科学发展，触发了第一次量子技术革命。第一次量子技术革命，是从认识量子世界、发现量子效应到发展量子技术应用。信息时代的关键核心技术，如晶体管、激光、硬盘、GPS等是第一代量子技术的一些例子。

　　目前我们已经进入第二次量子技术革命时代，是通过主动人工设计和操控量子态发展量子技术和应用。近年来，以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术的研究与应用在全球范围内加速发展，各国纷纷加大投入力度和拓宽项目布局。量子计算会颠覆性提高信息运算处理速度，量子通信会大幅度提升通信安全性，量子精密测量和传感技术会在未来数字时代和万物互联时代有着广泛的应用。

　　世界主要科技强国近期均出台了国家层面的量子信息技术战略计划。美国正在建设量子网络；英国建成了连接布里斯托、剑桥等地的量子网络，并联合新加坡启动了量子卫星项目；德国、法国等19个欧盟成员国签署了未来十年开发和部署欧盟范围内量子通信基础设施的声明。

　　新世纪以来我国在量子科学和技术上取得一系列成就

　　近年来，我国加大了对量子科技的研究投入，技术创新活跃，我国科技工作者在量子科技上奋起直追，取得一批具有国际影响力的重大创新成果，包括量子反常霍尔效应的实验发现、“墨子号”量子科学实验卫星的发射等。

　　什么是量子反常霍尔效应？它的发现有什么重大意义？在认识量子反常霍尔效应之前，让我们先来了解一下量子霍尔效应。量子霍尔效应，于1980年被德国科学家发现，是整个凝聚态物理领域中重要、最基本的量子效应之一。举了个简单的例子：我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进。

　　然而，量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场，“相当于外加10个计算机大的磁铁，这不但体积庞大，而且价格昂贵，不适合个人电脑和便携式计算机。”薛其坤院士介绍，量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场，在零磁场中就可以实现量子霍尔态，更容易应用到人们日常所需的电子器件中。

　　得益于量子保密通信高度安全性，量子通信在国防、财务和金融专网等领域具有重要应用。如果说地面量子通信构建了一张连接每个城市、每个信息传输点的“网”，那么量子科学实验卫星就像一杆将这张网射向太空的“标枪”。

　　“墨子号”量子科学实验卫星于2016年8月16日1时40分，在酒泉用长征二号丁运载火箭成功发射升空。此次发射任务的圆满成功，标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。2017年1月18日，“墨子号”量子科学实验卫星圆满完成了4个月的在轨测试任务。

　　“墨子号”量子卫星圆满实现预定的全部三大科学目标，取得了千公里级星地量子纠缠分发、高速量子密钥分发、量子隐形传态等重要成果，为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。国际权威期刊《自然》杂志曾评价：“墨子号”量子卫星研究成果标志着中国在量子通信领域的崛起，从10年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅。

　　加快量子科技发展，推动第二次量子技术革命

　　量子科技发展具有重大科学意义和战略价值，是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新，将引领新一轮科技革命和产业变革方向。

　　2018年美国出台了《量子信息科学国家战略纲要》，欧盟于2018年正式启动“量子旗舰计划”，10年计划投入10亿欧元。德国于2018年发布“联邦量子技术计划”，1期投入6.5亿欧元；在新冠肺炎疫情后的经济刺激计划中，特设“量子专项”，再投入20亿欧元。

　　我国对量子信息技术研究和应用方面也加大支持力度，突破瓶颈障碍，聚力加快发展。如：国家“十三五”规划纲要在支持战略性新兴产业发展中，明确将量子通信作为重要发展方向；2017年，国家发展改革委组织实施了“京沪干线”技术验证及应用示范项目；国家信息中心、国科量子、国家数据通信工程技术研究中心于2019年底联合组建了电子政务量子安全工程实验室；今年3月，科技部印发《关于科技创新支撑复工复产和经济平稳运行的若干措施》要求，大力推动关键核心技术攻关，加大5G、人工智能、量子通信、脑科学、工业互联网、重大传染病防治、重大新药、高端医疗器械、新能源、新材料等重大科技项目的实施和支持力度。

　　总体上看，我国已经具备了在量子科技领域的科技实力和创新能力。同时，也要看到，我国量子科技发展存在不少短板，发展面临多重挑战。“科学家正在量子科学领域开疆拓土，而量子技术要真正给人类带来福祉，还需要更多创新创业者、企业家、投资人等的加入。”薛其坤院士表示。

　　中央纪委国家监委网站 王小宁

驻在平安夜前夕

驻在平安夜前夕 发表于 2020-10-20 09:22
薛其坤院士“量子科技课”讲了什么？

2020年10月18日 11:36 中央纪委国家监委网站

科普：量子科技为何成为多国战略布局的重点领域

2020年10月18日 16:00 新华网

　　原标题：科普：量子科技为何成为多国战略布局的重点领域

　　新华社北京10月18日电（记者彭茜）从顶层设计、战略投资再到人才培养等，全球多国近年来在量子科技领域持续投入。那么什么是量子科技？在现实生活中有何应用前景？各国及科技企业在相关领域的发展态势如何？

　　解读量子科技还要从量子力学说起。量子力学发源于20世纪初，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，如果一个物理量存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的。量子力学中有一些“违背常理”的特点，如著名的难知死活的“薛定谔的猫”等。但相关理论不断获得实验支持，在一百多年里催生了许多重大发明——原子-弹、激光、晶体管、核磁共振、全球卫星定位系统等，改变了世界面貌。

　　量子信息技术则是量子力学的最新发展，代表了正兴起的“第二次量子革命”。早在2016年，欧盟就宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目，迎接“第二次量子革命”。美国也一直支持量子科技发展，最新动向是在10月7日，白宫科学和技术政策办公室启用了国家量子协调办公室的官方网站，同时发布了《量子前沿报告》。

　　量子通信：信息安全传输的“保护盾”

　　量子通信是利用量子力学相关原理解决信息安全问题的通信技术。其中一个著名原理就是量子纠缠，两个处于纠缠状态的量子就像有“心灵感应”，无论相隔多远，一个量子状态变化，另一个也会随之改变，爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”。传统的通信方式有被窃-听的风险，而在量子通信中，窃-听者必然被察觉并被通信双方规避。量子通信因此常被称作信息安全传输的“保护盾”，在保密领域有很大应用前景。

　　近年来，中国量子通信技术取得多项突破性进展。比如2016年8月，中国发射了自主研制的世界上首颗空间量子科学实验卫星“墨子号”；此后，中国科研人员利用量子卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发等成果。2017年，全球首条量子保密通信骨干网“京沪干线”项目通过总技术验收。

　　今年以来，在量子通信领域中国学者“捷报频传”。有关方面3月宣布，中国科学技术大学潘建伟团队等研究人员实现了500公里级真实环境光纤的双场量子密钥分发和相位匹配量子密钥分发，传输距离达到509公里，创造了新的世界纪录。有关方面9月宣布，郭光灿院士团队与奧地利同行合作，首次实现了高保真度的32维量子纠缠态，显著提高了量子通信的信道容量。

　　量子计算：未来计算技术的“心脏”

　　量子计算是各国优先发展的另一重点科技领域。百度研究院量子计算研究所所长段润尧告诉新华社记者：“量子计算是这一场新量子革命最具有代表性的技术，是未来计算技术的心脏。”

　　与传统计算机相比，量子计算机有独特优势。传统计算机中1个比特在某个时间只能是0或1中的一个状态，而在量子计算机里，由于量子叠加态的存在，1个量子比特可同时记录0和1两个状态。因此，量子计算机拥有计算能力远超传统计算机的潜力。但目前人类能同时操纵的量子比特还不多，量子计算机尚未走向大规模实用。

　　在量子计算赛道，谷歌、微软、英特尔等西方科技企业拥有先发优势，通过不同技术路径不断实现对更多量子比特的操纵。去年10月，谷歌研究人员在英国《自然》杂志发表论文称，基于一个包含54个量子比特的量子芯片开发了量子计算系统，它花费约200秒完成的任务，传统超级计算机要1万年才能完成。这在当时被称作实现了“量子霸权”，即让量子计算机在某个特定问题上的计算能力超过传统计算机，但也有一些业界人士对相关细节提出疑问。

　　中国研究人员也在量子计算方面奋起直追。中国科学技术大学、清华大学等高校近年来都在量子计算领域取得一些阶段性成果。百度、阿里巴巴、腾-讯、华为等科技企业也相继出台了量子计算研究计划。今年9月，百度、本源量子等企业先后发布了自己的最新量子计算云平台，使普通用户也能通过云技术使用量子计算。

　　虽然量子计算机距离大规模普及还有很长的路要走，但相关前景广阔。段润尧说：“量子计算将极大促进当前人工智能及其应用的发展，深刻地改变包括基础教育在内的众多领域。特别是，借助于量子计算技术，人类对于微观世界的认识以及宏观世界的探索将得到极大扩展，从而引发人类思维能力的根本性提升。”