近年来,随着量子信息科学的发展,科学界旋即出现了许多对于量子通信的质疑。北京大学物理学院退休教师王国文在一篇《扫谎打非:敦促潘建伟院士走出迷途》的文章里称潘建伟所说的量子纠缠是对爱因斯坦相对论的否定,“纯属谎言”,而认为其实验路线“胡作非为”。

 

 

相关专题:中国发射首颗量子卫星“墨子号”

我国将建全球首条量子通信" 京沪干线

 

 

凤凰资讯:90年代您选择出国留学出于什么方面的考虑?您在奥地利的导师Zeilinger教授给了您哪些影响?

潘建伟:量子科学实验卫星走到今天,其实是一个非常有趣的故事。其实第一个量子密钥分发的实验就是在自由空间上实现的,那时大概做了32厘米。九十年代,有美国的科学家又把量子密钥分发做到了100米、200米。但是在自由空间进行量子通信面临的问题是地面上有很多障碍物,光线会遇到阻挡,一旦被阻挡,不就传输不了了吗?所以后来大家就把主要精力放在了在光纤里进行量子通信上。

潘建伟:我们的主要竞争者肯定是来自美国和欧洲。欧盟在今年4月份发布了《量子宣言》,然后5月份欧盟量子大会上宣布启动10亿欧元的量子技术旗舰计划,以保证欧盟在量子技术方面的主导地位。美国国家科学基金会NSF前阵子正式提出,将“量子飞跃:引领下一代量子革命”作为未来重点支持的六大科研前沿之一。最近由奥巴马总统领导的国家科学技术委员会发布了“推进量子信息科学:国家的挑战与机遇”战略报告,讲到要专门对量子通信,量子计算和量子精密测量进行支持,在未来的量子技术发展方面起到一个领导地位。

凤凰资讯:从奥地利回国开始筹划量子信息研究实验室的创建,当时国内对于量子信息科学还存在很大争议,甚至有些人认为这是伪科学。您当时筹备这个项目时遇到过什么困难吗?

访谈嘉宾潘建伟:量子卫星首席科学家、美高梅线上平台网址院士、中国科学技术大学教授

 

潘建伟:毕竟我是从奥地利留学回来的,所以当他们提出请求希望参加这个项目时我们同意了。当时路甬祥院长去奥地利访问,奥地利科学院院长专门提出请求并签署初步框架性协议。在中国把实验都做完之后,会在卫星飞过北京上空时,在卫星和北京之间建立量子密钥分发。卫星飞越维也纳上空的时候,进行卫星和维也纳之间的密钥分发,这样就能探索维也纳和北京之间进行无条件安全通信的可能性。加密完之后我们通过公共途径请世界各地的科学家们来破解。因为同时有好几个其他国家,也都希望这个项目能够向他们开放,我们也乐于和他们一起开展相关合作研究。

 

 

 

为什么不是美国而是中国先做成了这么一件事。一是我们技术上做得比较早,二是管理上的优势,还有就是我们很早就在谋划发射卫星这件事。在90年代其实全世界在量子信息科学上都处于刚起步的状态,这个领域是随着1996年量子信息实验科学的兴起逐步发展起来的,我做博士论文的时候就介入这个领域,可以说是这个领域的拓荒者。后来回国进展也比较快,2003年开始,我们有意识地往剑桥、牛津这些大学派遣相关学生去掌握相关技术,最后把做卫星量子通信所需要的人才和技术元素都集中起来了,再加上中国科大和各个相关的研究所都属于科学院,协调起来方便得多,因此我们就走到前面去了。

潘建伟:我欢迎基于科学实验的严肃的质疑。现在对于量子通信的质疑有三类,第一类是完全质疑量子科学理论。现在量子理论的科学性已经建立起来了,尽管我们现在还不知道量子纠缠为什么会发生,背后的东西是什么。但我们的实验也验证了量子纠缠确实存在,所以如果有人对量子纠缠理论有突破,可以发表,经过同行评审,认为是有科学价值。但如果只是自己讲,我们不会给任何回应。

 

 

 

2019年3月,欧盟委员会发布《量子宣言(草案)》,呼吁欧盟成员国和欧盟委员会发起资助达10亿欧元的量子技术旗舰计划,确保欧洲的量子产业在全球产业蓝图中的领导地位。同年7月,美国国家科学技术委员会发布《先进量子信息科学:国家挑战及机遇》报告。美国政府每年斥资2亿美元资助量子信息科学领域的基础和应用研究。中国2019年的“十三五”规划中也将量子通信作为重大科技项目进行重点支持。量子保密通信“京沪干线”也将计划在今年年底建成并验收,实现京沪两地的金融、政务机构的保密通信。中国科学技术大学教授陆朝阳在一次报道中表示,“可想而知,(量子技术)将是一场竞赛”。

 

 

凤凰资讯:美国和欧洲在量子信息科学发展上一直处于领先地位,但为什么这次是中国首发量子科学实验卫星?

 

 

 

潘建伟:中间遇到太多绝望的事,经历了无数艰辛和坎坷最后才能发射成功的。例如在信号上天的方式上,我们有很多种设计,一种是天上往地面发,一种是地面往天上发,还有一种是从地面往天上发,在卫星上做一个反射镜,把状态改变一下再发回地面。最后我们证明,还是从天上往地面发是最最方便的,但中间要进行很多次复杂的计算和论证。

 

 

 

上海大学数学系的密码专家曹正军今年3月发表在财新网上的文章《量子通讯是否真的无懈可击》里指出,量子通信这种看似无懈可击的通信方式,实际上是以牺牲信号稳定性为代价的,一旦存在敌方的任何形式的入侵行为,量子通信都将无法实现,而传统的密码体系,都是假设敌方可以获取信息,但是从计算复杂性上让敌方无法破解。“如果敌手消失了,那么任何密码技术都是多余的。”从这个意义上说,量子通信可以说是只要有敌方存在就办不了事,这样的系统最终只能沦为摆设。

凤凰资讯:发射量子科学实验卫星之后下一步的计划是什么?

取名“墨子号”正是对这颗“世界首发”卫星的最好定义。“墨子是目前据文献记载第一个通过科学实验验证光线沿直线传播的科学家。从某种意义上,他也是第一个提出牛顿第一定律的人。”量子卫星首席科学家、美高梅线上平台网址院士、中国科学技术大学教授潘建伟说。

潘建伟:首先解释为什么不是欧洲类似奥地利这些在量子信息科学上有很好传统的国家。发射卫星是一个非常复杂的过程,需要一个非常庞大的团队来做。例如卫星平台、空间光跟瞄、地面大型望远镜的接收等等。量子科学实验卫星所需要的技术要精细到什么程度呢?比如要能够看清楚木星上的汽车牌照。这就需要分辨率非常高的望远镜。第二,要保证很弱的光从卫星上传下来我们还能接收得到。第三卫星飞得非常快的时候要能够跟得上。这么一来,我们需要很大的团队,除了我们团队之外,有中科院上海技术物理研究所,有中科院光电技术研究所,有中科院上海微小卫星工程中心,有南京紫金山天文台,北京的国家天文台,中科院上海光学精密机械研究所,中电集团第44研究所等将近十几个研究所,好几百人一起来做。

 

 

 

8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。“墨子号”在未来两年的在轨运行里,将会配合五个地面台站,首次在太空与地面之间开展远距离量子通信的实验研究,为建立一个极其安全的覆盖全球的通信网络奠定基础,同时将开展对量子力学基本问题的空间尺度实验检验,加深人类对量子力学自身的理解。