今天（8月10日）的《人民日?qǐng)?bào)》頭版頭條，刊登了一則題為《中國(guó)量子通信領(lǐng)跑世界》的通訊，宣布我國(guó)“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星提前并圓滿實(shí)現(xiàn)全部既定科學(xué)目標(biāo)，為我國(guó)繼續(xù)引領(lǐng)該領(lǐng)域前沿研究奠定了基礎(chǔ)。

團(tuán)結(jié)君在里面看到了一個(gè)熟悉的名字——潘建偉，除了科學(xué)家身份以外，他還是九三學(xué)社中央常委、九三學(xué)社安徽省委會(huì)主委。

此次《人民日?qǐng)?bào)》的頭版頭條報(bào)道，所掛的欄頭是“砥礪奮進(jìn)的五年”，這一欄目意在全景展示中共十八大以來(lái)波瀾壯闊的歷史進(jìn)程，迎接中共十九大的召開(kāi)。這也足以說(shuō)明，量子通信技術(shù)的突破，在我國(guó)近些年的發(fā)展軌跡中，是濃墨重彩的一筆。仔細(xì)讀來(lái)，其中成就，實(shí)在讓人振奮。

概括起來(lái)，就是完成目標(biāo)+兩大突破+全面領(lǐng)先。

根據(jù)以往報(bào)道，“墨子號(hào)”的主要目標(biāo)為：借助衛(wèi)星平臺(tái)，進(jìn)行星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行廣域量子密鑰網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，以期在空間量子通信實(shí)用化方面取得重大突破；在空間尺度進(jìn)行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展空間尺度量子力學(xué)完備性檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)研究。

這些目標(biāo)，已經(jīng)全部圓滿實(shí)現(xiàn)！

此外，潘建偉領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)利用“墨子號(hào)”，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)。這是我國(guó)科學(xué)家在空間量子物理研究領(lǐng)域的兩項(xiàng)重大突破。

完成目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)突破，有什么意義呢？文章里用了一個(gè)很重的詞：標(biāo)志著我國(guó)量子通信領(lǐng)域的研究在國(guó)際上達(dá)到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)地位。

此外，兩項(xiàng)成果擬于今天（8月10日）同時(shí)在線發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。

激不激動(dòng)！

多的不說(shuō)，我們一起來(lái)閱讀這兩篇文章，感受一下我國(guó)科技迅猛發(fā)展的喜悅。

日前，中國(guó)科學(xué)院在京召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，宣布“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星提前并圓滿實(shí)現(xiàn)全部三大既定科學(xué)目標(biāo)，為我國(guó)在未來(lái)繼續(xù)引領(lǐng)世界量子通信技術(shù)發(fā)展和空間尺度量子物理基本問(wèn)題檢驗(yàn)前沿研究奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。

由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授領(lǐng)銜的中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)。這是繼先前在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)星地雙向量子糾纏分發(fā)和量子力學(xué)非定域性檢驗(yàn)之后，我國(guó)科學(xué)家利用“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)的空間量子物理研究另外兩項(xiàng)重大突破。

此次圓滿完成的星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)和地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)，使得安全通信速率比傳統(tǒng)技術(shù)提升萬(wàn)億億倍，為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)，并向空間尺度的量子物理和量子引力的實(shí)驗(yàn)探索邁出了第一步。同時(shí)，也標(biāo)志著我國(guó)量子通信領(lǐng)域的研究在國(guó)際上達(dá)到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)地位。據(jù)悉，兩項(xiàng)成果擬于8月10日同時(shí)在線發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。

（《人民日?qǐng)?bào)》8月10日一版）

日前，中國(guó)科學(xué)院在京召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)對(duì)外宣布，“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星提前并圓滿實(shí)現(xiàn)全部三大既定科學(xué)目標(biāo)，為我國(guó)在未來(lái)繼續(xù)引領(lǐng)世界量子通信技術(shù)發(fā)展和空間尺度量子物理基本問(wèn)題檢驗(yàn)前沿研究奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所王建宇研究組、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術(shù)研究所、國(guó)家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)、南京天文儀器有限公司、國(guó)家空間科學(xué)中心等，在中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)的支持下，利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)。兩項(xiàng)成果于8月10日同時(shí)在線發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。這是繼先前在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)星地雙向量子糾纏分發(fā)和量子力學(xué)非定域性檢驗(yàn)的研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志之后，我國(guó)科學(xué)家利用“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)的空間量子物理研究另外兩項(xiàng)重大突破。

中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)、黨組書(shū)記白春禮表示，“墨子號(hào)”開(kāi)啟了全球化量子通信、空間量子物理學(xué)和量子引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的大門(mén)，為我國(guó)在國(guó)際上搶占了量子科技創(chuàng)新制高點(diǎn)，成為國(guó)際同行的標(biāo)桿，實(shí)現(xiàn)了“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變。

量子保密通信是目前人類(lèi)唯一已知的不可竊聽(tīng)、不可破譯的無(wú)條件安全的通信方式

通信安全是國(guó)家信息安全和人類(lèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活的基本需求。千百年來(lái)，人們對(duì)于通信安全的追求從未停止。然而，基于計(jì)算復(fù)雜性的傳統(tǒng)加密技術(shù)，在原理上存在著被破譯的可能性。隨著數(shù)學(xué)和計(jì)算能力的不斷提升，經(jīng)典密碼被破譯的可能性與日俱增。

潘建偉說(shuō)：“通過(guò)量子通信可以解決這個(gè)問(wèn)題。也就是說(shuō)，把量子物理與信息技術(shù)相結(jié)合，利用量子調(diào)控技術(shù)，用一種革命性的方式對(duì)信息進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)、傳輸和操縱，從而在確保信息安全、提高運(yùn)算速度、提升測(cè)量精度等方面突破經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸?！?/span>

通常認(rèn)為，量子通信主要研究?jī)?nèi)容包括量子密鑰分發(fā)（量子保密通信）和量子隱形傳態(tài)。

量子密鑰分發(fā)通過(guò)量子態(tài)的傳輸，在遙遠(yuǎn)兩地的用戶共享無(wú)條件安全的密鑰，利用該密鑰對(duì)信息進(jìn)行一次一密的嚴(yán)格加密，這是目前人類(lèi)唯一已知的不可竊聽(tīng)、不可破譯的無(wú)條件安全的通信方式。

“通俗來(lái)講，量子密鑰分發(fā)，就好比一個(gè)人想要傳遞秘密給另外一個(gè)人，需要把存放秘密的箱子和一把鑰匙傳給接收方。接收方只有用這把鑰匙打開(kāi)箱子，才能取到秘密。沒(méi)有這把鑰匙，別人無(wú)法打開(kāi)箱子，而且一旦這把鑰匙被別人動(dòng)過(guò)，傳送者會(huì)立刻發(fā)現(xiàn)，原有的鑰匙作廢，再給一把新的鑰匙，直到確保接收方本人拿到?！迸私▊フf(shuō)。

那么，為什么鑰匙被別人一碰，就能立刻被知曉呢？

因?yàn)椋茖W(xué)家利用量子有多個(gè)疊加態(tài)的原理，用量子作為密鑰。這樣一來(lái)，一旦有人試圖截獲或測(cè)試量子密鑰，就會(huì)改變量子狀態(tài)，科學(xué)家便能立刻從改變中發(fā)現(xiàn)有人動(dòng)了鑰匙。所以，利用量子不可克隆和不可分割的特性，就能實(shí)現(xiàn)無(wú)條件安全的通信方式。

量子通信的另一重要內(nèi)容量子隱形傳態(tài)，是利用量子糾纏特性可以將物質(zhì)的未知量子態(tài)精確傳送到遙遠(yuǎn)地點(diǎn)，而不用傳送物質(zhì)本身，通過(guò)隱形傳輸實(shí)現(xiàn)信息傳遞。遠(yuǎn)距離量子隱形傳態(tài)是實(shí)現(xiàn)分布式量子信息處理網(wǎng)絡(luò)的基本單元。

外太空光信號(hào)損耗非常小，因此通過(guò)衛(wèi)星的輔助可以大大擴(kuò)展量子通信距離

量子通信通常采用單光子作為物理載體，最為直接的方式是通過(guò)光纖或者近地面自由空間信道傳輸。但是，這兩種信道的損耗都隨著距離的增加而指數(shù)增加。由于量子不可克隆原理，量子通信的信號(hào)不能像經(jīng)典通信那樣被放大，這使得之前量子通信的世界紀(jì)錄為百公里量級(jí)。根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)算，通過(guò)1200公里的光纖，即使有每秒百億發(fā)射率的單光子源和完美的探測(cè)器，也需要數(shù)百萬(wàn)年才能建立一個(gè)比特的密鑰。因此，如何實(shí)現(xiàn)安全、長(zhǎng)距離、可實(shí)用化的量子通信是該領(lǐng)域的最大挑戰(zhàn)和國(guó)際學(xué)術(shù)界幾十年來(lái)奮斗的共同目標(biāo)。

中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星工程常務(wù)副總師、衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮王建宇說(shuō)：“利用外太空幾乎真空因而光信號(hào)損耗非常小的特點(diǎn)，通過(guò)衛(wèi)星的輔助可以大大擴(kuò)展量子通信距離。同時(shí)，由于衛(wèi)星具有方便覆蓋整個(gè)地球的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是在全球尺度上實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離實(shí)用化量子密碼和量子隱形傳態(tài)最有希望的途徑。”

從本世紀(jì)初以來(lái)，該方向已成為國(guó)際學(xué)術(shù)界激烈角逐的焦點(diǎn)。潘建偉團(tuán)隊(duì)為實(shí)現(xiàn)星地量子通信開(kāi)展了一系列先驅(qū)性的實(shí)驗(yàn)研究。

2003年，潘建偉團(tuán)隊(duì)提出了利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)星地間量子通信、構(gòu)建覆蓋全球量子保密通信網(wǎng)的方案，隨后于2004年在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了水平距離13公里（大于大氣層垂直厚度）的自由空間雙向量子糾纏分發(fā)，驗(yàn)證了穿過(guò)大氣層進(jìn)行量子通信的可行性。2011年底，中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”正式立項(xiàng)。2012年，潘建偉領(lǐng)銜的中科院聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在青海湖實(shí)現(xiàn)了首個(gè)百公里的雙向量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)，充分驗(yàn)證了利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)量子通信的可行性。2013年，中科院聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在青海湖實(shí)現(xiàn)了模擬星地相對(duì)運(yùn)動(dòng)和星地鏈路大損耗的量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，全方位驗(yàn)證了衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)的可行性。隨后，該團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)艱苦攻關(guān)，克服種種困難，最終成功研制了“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星?！澳犹?hào)”衛(wèi)星于2016年8月16日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過(guò)4個(gè)月的在軌測(cè)試，2017年1月18日正式交付開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)

此次完成的星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)是“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)之一。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究員，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師、衛(wèi)星系統(tǒng)副總師彭承志說(shuō)：“量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)采用衛(wèi)星發(fā)射量子信號(hào)，地面接收的方式。‘墨子號(hào)’量子衛(wèi)星過(guò)境時(shí)，與河北興隆地面光學(xué)站建立光鏈路，通信距離從645公里到1200公里。在1200公里通信距離上，星地量子密鑰的傳輸效率比同等距離地面光纖信道高20個(gè)數(shù)量級(jí)（萬(wàn)億億倍）。衛(wèi)星上量子誘騙態(tài)光源平均每秒發(fā)送4000萬(wàn)個(gè)信號(hào)光子，一次過(guò)軌對(duì)接實(shí)驗(yàn)可生成30萬(wàn)比特的安全密鑰，平均成碼率可達(dá)1千1百比特每秒?！?/span>

潘建偉表示，這一重要成果為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)?！耙孕堑亓孔用荑€分發(fā)為基礎(chǔ)，將衛(wèi)星作為可信中繼，可以實(shí)現(xiàn)地球上任意兩點(diǎn)的密鑰共享，將量子密鑰分發(fā)范圍擴(kuò)展到覆蓋全球。此外，將量子通信地面站與城際光纖量子保密通信網(wǎng)（如合肥量子通信網(wǎng)、濟(jì)南量子通信網(wǎng)、京滬干線）互聯(lián)，可以構(gòu)建覆蓋全球的天地一體化保密通信網(wǎng)絡(luò)?！?/span>

地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)是“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星的另一個(gè)科學(xué)目標(biāo)之一。

“量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)采用地面發(fā)射糾纏光子、天上接收的方式，‘墨子號(hào)’量子衛(wèi)星過(guò)境時(shí)，與海拔5100米的西藏阿里地面站建立光鏈路。地面光源每秒產(chǎn)生8000個(gè)量子隱形傳態(tài)事例，地面向衛(wèi)星發(fā)射糾纏光子，實(shí)驗(yàn)通信距離從500公里到1400公里，所有6個(gè)待傳送態(tài)均以大于99.7%的置信度超越經(jīng)典極限。”彭承志說(shuō)：“假設(shè)在同樣長(zhǎng)度的光纖中重復(fù)這一工作，需要3800億年（宇宙年齡的20倍）才能觀測(cè)到1個(gè)事例。這一重要成果為未來(lái)開(kāi)展空間尺度量子通信網(wǎng)絡(luò)研究，以及空間量子物理學(xué)和量子引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)等研究奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)?！?/span>

（《人民日?qǐng)?bào)》8月10日六版）

“如果奇跡有顏色，那么一定是中國(guó)紅！”看完了《人民日?qǐng)?bào)》的報(bào)道，有沒(méi)有一種驕傲和自豪油然而生呢？這里我們簡(jiǎn)單介紹一下我們的這位主人公、“九三學(xué)社的驕傲”——潘建偉。

2017年2月8日晚，2016年度感動(dòng)中國(guó)人物頒獎(jiǎng)禮在央視綜合頻道播出，獲獎(jiǎng)名單正式揭曉。量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)首席科學(xué)家、中科院院士 、九三學(xué)社中央常委潘建偉榮獲 “感動(dòng)中國(guó)”人物稱號(hào)。

當(dāng)九三學(xué)社中央主席韓啟德得知潘建偉榮獲“感動(dòng)中國(guó)”稱號(hào)后，第一時(shí)間致賀信，向他表示祝賀。

在賀信中，韓啟德號(hào)召全社同志要以潘建偉為榜樣，大力弘揚(yáng)九三學(xué)社愛(ài)國(guó)民主科學(xué)優(yōu)良傳統(tǒng)，從我做起，勇攀高峰，在本職崗位上建功立業(yè)，在社務(wù)工作中勇挑重?fù)?dān)，為實(shí)踐科技創(chuàng)新的“頂天立地”，實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)和中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)貢獻(xiàn)力量。

時(shí)間回溯至2016年8月16日。由我國(guó)科學(xué)家自主研制的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空，并在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信。這意味著量子保密通信進(jìn)入新紀(jì)元，這也是我國(guó)量子通信技術(shù)引領(lǐng)世界的一個(gè)標(biāo)志。該項(xiàng)目首席科學(xué)家正是潘建偉。

作者 _ 壺語(yǔ) 子晗