段路明和潘建伟 潘建伟和他的“量子梦”

个子不高,身穿黑色衬衫和深色西装,英语流利,透着浓郁的知识分子气息。这是记者在大会现场第一次见到已经声名鹊起的潘建伟院士时留下的印象。他的头衔包括中科院院士、中国科学技术大学常务副校长,中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心主任。

量子通信已然成为了时下的大热话题。只是这一次,信息革命的先机是否会在中国科学家构建的“量子版图”里闪现曙光?

“量子星群”

墨子号量子卫星发射后,潘建伟成了大忙人。现在,他的大部分时间都在实验室里忙碌。上午休会间隙,记者有机会与潘建伟近距离接触。对媒体,潘建伟教授表现得非常谨慎,不愿透露太多,但在和量子技术泰斗级人物、日内瓦大学量子科学家Gisin教授的对话中,他耐心地解释着自己的工作以及中国量子产业化的发展方向。

Gisin教授显然对于中国量子的产业化非常感兴趣,问了很多关于资本与政策的问题。Gisin教授最早来中国是在1986年,当时他参与了一家欧洲光纤制造商在中国的业务发展。不过一直到近半年他才开始更加频繁地往返中国和欧洲,很大一部分原因就是他的公司即将在中国量子领域开展业务。

这也从侧面反映出潘建伟所构建的“量子星群”蓝图对于国际重要的行业参与者极具吸引力。按照他的设想,未来10~20年,将通过多颗量子卫星和包括“京沪干线”在内的地面光纤网,构建一个天地一体的全球化量子通信网络,这张网也将成为中国信息安全免受外界攻击的最强保障。

据潘建伟团队的科研人员向第一财经记者介绍,量子通信的传输途径包括可信的中继站以及卫星和地面之间的星地量子通信。即将建成的“京沪干线”就是为了保证量子密钥的传输安全。而星地量子通信则是依靠量子卫星。据潘建伟介绍,他的团队已经通过实验验证了微弱量子态在穿越大气层后是有可能保持的,而且每秒可传输1万个量子密钥。但是他承认,1万个是远远不够的,因此未来还将发射多颗量子卫星,形成“星群”。

将于今年年底建成的量子通信干线“京沪干线”全长2000余公里,是全球跨度最长的一条量子保密光纤。和普通光纤不同,这条光纤的节点上布局的是量子密钥分配器,具有绝对的保密性。京沪干线的建成标志着我国量子通信技术正式进入了产业化阶段。

Gisin教授对第一财经记者表示:“中国政府越来越意识到国家信息安全的重要性。他们不再倾向于依赖国外技术,下定决心要在量子通信时代来临前布局好本土研发的技术。这对一个国家在电信、核能、航空、金融、国防等关键战略性领域的影响是重大的。中国政府的决心对于欧洲也是一个的重要机遇。”

壮大的版图

1996年,潘建伟在奥地利维也纳大学第一次见到导师塞林格教授。这位量子物理学世界级大师问道:“你的梦想是什么?”他的答案脱口而出:“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”

现在,他正在向这个方向努力。

回国后,潘建伟在母校中国科学技术大学组建了量子实验室。他的团队取得了首次实现光子比特与原子比特间的隐形传态,首次实现具有存储和读出功能的量子中继器,将单次激发量子存储时间提高了2个数量级,实现了对纠缠光子的量子存储等成果。合肥的量子通信城域试验网也成为全球首个拥有规模化量子通信网络的城市。

在潘建伟的“量子版图”里,坚固的“地基”就是中国科学技术大学的量子实验室。这是一切产业化应用的理论基础。尽管中国开始研究量子信息学的时间晚于欧洲,还是涌现出潘建伟、郭光灿和段路明等一批优秀的科学家,目前,这一队伍还在不断壮大。

中国科技大学在中国量子通信产业中有举足轻重的地位。

最典型的科大国盾,科大控股是其主要股东。此外,问天量子等也都是中科大下属的产业。

同样值得关注的一家公司是九州量子。中科大虽然不直接控股九州量子,但九州量子的首席科学家陈增兵就是潘建伟的同学。尽管中科大和潘建伟个人并没有持股,但在九州量子成立合资公司期间,中科大做了很多工作帮助他们建立起整个网络。

九州量子10月份公布投资了6500万元人民币与瑞士顶尖的行业企业IDQuantique(IDQ)共同建立合资控股子公司浙江理想。按出资比例,九州量子占65%股份,IDQ占35%股份,总投资规模达1亿元人民币。IDQ成立于2001年,该公司的联合创始人正是日内瓦大学的Gisin教授。而在九州量子的公告中,Gisin是合资公司的首席科学家。

对于合资公司未来的合作模式,潘建伟也有担忧:“就好像苹果找一家中国的代工厂,代工厂并不掌握苹果的技术。有可能在量子领域同样的事情也会发生,技术还是在外国人手上,我们最后变成了一个生产厂商。”

产业化挑战

通过将产、学、研真正实现一体化,并借助国外的先进技术,中国正在加快步伐构建整个产业链,打通上下游。科大国盾总经理赵勇对第一财经记者表示:“科大国盾负责为九州量子的设备提供上游的研发和产品开发,而九州量子更加注重商业化,以下游为主,研究如何落地和使用。”

据赵勇透露,目前科大国盾已经为央行、银监会等机构提供一系列实际商业应用的产品,包括提供商务密码信号等。“我们正在铺设基础的量子通信系统,保证电信级别的基础设施安全,只有先铺好路,才能跑车。”

不过,量子通信大规模地产业化仍然有不少挑战。目前来看,成本是最大的问题。对此,九州量子总经理曹文钊表示:“要扩大产业化应用,就要使同样的价格发挥更大的作用,这样客户对价值的感知就不一样了,接受度更高。比如购买一套设备,再加一些应用,性价比就提升了。”