量子通信大戏启幕 量子通信10只概念股价值解析

　　量子卫星升空 将催生通信产业链千亿市场

　　首颗量子科学实验卫星在酒泉升空，引起全球关注。中国率先在这一领域的突破，将催生量子通信千亿市场，引发世界新一轮的通信技术研发竞争。量子通信产业链主要包含元器件、通讯设备、量子通信网络运营及专网应用服务四个环节。这其中，无论哪一个环节都充满商机。

　　三十年前奇想破茧化蝶

　　我国科学家为量子通信实用化铺平道路

　　1984年，IBM的两位工程师提出了全新保密通信方案，用量子物理学的极端特性来确保秘密不被窃取。这一方案中，传送者用光子的不同偏振态来表示密钥，也就是按照直线或对角线偏振的方式发出不同的光子。如果有人企图窃听，他只有在中途拦截光子测量，然后按照测量值发送一个相同的粒子。每窃听一个光子，窃听者有四分之一的可能被发现。当密钥长度增长至72个光子时，窃听者不被发现的可能仅有十亿分之一。

　　1991年，英国科学家又提出了一种新思路：用量子纠缠态来发密文。如果A和B各持有一个双胞胎粒子；A只要操作粒子，B就会得到同样的结果。这也是目前量子通信技术的理论基础。

　　1989年，IBM实验室制造了一个叫“玛莎姨妈的棺材”的小盒子，其中光子携带着密钥走了30厘米，证实了量子保密通信可行。1993年英国国防部将这一纪录提高到10公里。但是得到单个光子源，减少光子信号传输中的损耗，都是实际应用面临的困难。2006年，中科大的潘建伟团队在世界上首次利用诱骗态方案实现了超过100公里的光纤量子密钥分发；而美国和奥地利科学家随后也做到这一点。2008年，潘建伟团队发明了量子中继器，使得即将衰竭的光子将信息传给其他光子，被《自然》称赞为“清除了量子通信的一块拦路石”。

　　一步一步，量子通信实用化的路铺平了。

　　各国纷推星地计划

　　中国量子通信卫星先行一步

　　2008年，欧盟发布《量子信息处理与通信战略报告》；随后欧盟启动量子通信技术标准化研究，并成立“基于量子密码的安全通信”工程。目前，欧盟计划启动10亿欧元的量子技术旗舰项目，旨在建立极具竞争力的欧洲量子产业。

　　美国同样积极，美国国防部支持的“高级研发活动”计划将量子通信应用拓展到卫星通信、城域以及长距离光纤网络；NASA也计划在其总部和喷气推进实验室之间建立一个直线600公里、包含10个骨干节点的远距离光纤量子通信干线，并计划拓展到星地通信。在美国国防部2013年到2017年的科技发展计划中，量子信息与控制技术被列入六大颠覆性研究领域。它将IBM、美国国防部高级研究计划署、中科大、洛克希德马丁公司和日本NTT公司列为该领域重要研究机构。

　　2014年，全球最大的独立科技研发机构美国Battelle公司提出商业化的广域量子通信网络规划，计划建造环美国的万公里量子通信骨干网络，为谷歌、IBM、微软、亚马逊等公司的数据中心提供量子通信服务。

　　日本也提出了量子信息长期战略。日本国立信息通信研究院计划在2020年实现量子中继，到2040年建成极限容量、无条件安全的广域光纤与自由空间量子通信网络。

　　世界各国都在准备或已开展星地量子通信计划，其中包括美国NASA的PhoneSat计划，奥地利联合欧空局开展的“Space-QUEST”实验计划等。但中国的卫星先行一步。

　　中国发力后程赶超

　　量子通信产业化正在国际上担当领跑者角色

　　2013年，中科院设立了量子科学实验卫星战略先导专项计划，由中科大、中科院各院所和航天八院共同攻关。按照项目首席科学家潘建伟的计划，中国量子通信技术发展分三步：一是通过光纤实现城域网络；二是通过量子中继器实现城际网络；三是通过卫星中转实现可覆盖全球的广域网络。此次卫星发射开启了第三步。

　　在回答“为何先于欧美发射量子卫星”时，潘建伟说：“大多数人仍致力于实验室内部的原理性演示时，我们的团队已经开始思考如何能够在太空中实现量子信息传输，并早在2003年就初步构想了量子科学实验卫星计划。自2005年起，我们团队就开始星地量子通信的地面验证实验。”

　　“Anton Zeilinger研究组以及欧洲众多的优秀研究团队一直在与欧洲空间局商讨建立以国际空间站为平台的星地量子通信计划，然而，欧空局缓慢的决策机制使得这一计划一再拖延。”潘建伟说，“而在我国，一方面，国家高强度支持……另一方面，在卫星量子通信方向出现重大突破迹象时，中科院快速做出前瞻性决策，得以在国际上率先启动。”

　　“在量子通信产业化及相关应用技术方面，我们已经走在了美国的前面。”科大国盾量子公司总裁赵勇在接受媒体采访时说，“2011年，合肥城域量子通信试验示范网建成，该网络包括46个节点，是当时世界上首个规模化量子通信网络；2013年，济南量子通信试验网建成，该网络包括56个节点、90多个用户，面向完全承载实际应用、量子网络运维和优质的用户体验，是目前世界上最大的城域量子通信网络；目前在建的京沪干线项目，计划于2016年底建成连接北京、济南、合肥、上海等城域网络且全长2000多公里的量子保密通信线路，其将成为全球首个也是距离最远的广域光纤量子保密通信骨干线路。可以说，中国在量子通信产业化方面，正在国际上担当领跑者的角色。”

　　未来5年

　　量子通信或能服务普通消费者

　　中科院预计到2020年，亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发将实现，届时连接亚洲与欧洲的洲际量子通信网也将建成。2030年左右，中国将建成全球化的广域量子通信网络。

　　目前中国建成的城域量子通信网络数量和长度均领先全球，它将率先在专网通信领域应用，用于数据传输和存储，主要客户为政府、军队和金融机构，未来将逐渐在公网和云安全等领域运用。据估计，未来5年，量子通信的市场规模有望达到100亿元以上。2017年中国专网通信市场预计将达169亿元，其中量子通信占据35亿元以上。

　　还有媒体预计，2019年前后，量子通信将会服务于消费者的网上转款和支付。全国性的组网建设将由运营商主导，量子网络标准将建立。2023年有望建成全国量子通信网。最终，量子通信模块被集成进信息产业的基础设施。

　　据报道，继京沪干线成功示范后，中国第一条量子通信商用干线“沪杭干线”预计将于今年9月竣工。

　　(本文部分内容由中科院科学传播局提供材料)

　　量子通信成为列强竞争新高地

　　欧盟计划启动10亿欧元的量子技术旗舰项目，旨在建立极具竞争力的欧洲量子产业。

　　美国国防部的“高级研发活动”计划将量子通信应用拓展到卫星通信、城域以及长距离光纤网络。

　　日本计划在2020年实现量子中继，到2040年建成极限容量、无条件安全的广域光纤与自由空间量子通信网络。(科技日报) 

　　“墨子号”开启星际首航——全球首颗量子卫星揭秘

　　１６日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅。它承载着率先探索星地量子通信可能性的使命，并将首次在空间尺度验证量子理论的真实性。

　　在量子卫星首席科学家潘建伟院士看来，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”。当这张纵横寰宇的量子通信“天地网”织就，海量信息将在其中来去如影，并且“无条件”安全。

　　信息安全的“终极武器”

　　量子科学，对绝大多数人来说十分高冷。但当它与信息技术相连，就与我们每个人息息相关。当今社会，信息的海量传播背后也充斥着信息泄露的风险。而量子科学则为信息安全提供了“终极武器”。

　　在物理王国里，量子理论是一个百岁的“幽灵”，爱因斯坦也曾被它的“诡异”所困扰。

　　在量子世界中，一个物体可以同时处在多个位置，一只猫可以处在“死”和“活”的叠加状态上；所有物体都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波；两个处于“纠缠态”的粒子，即使相距遥远也具有“心电感应”，一个发生变化，另一个会瞬时发生相应改变……

　　正是由于量子具有这些不同于宏观物理世界的奇妙特性，才构成了量子通信安全的基石。在量子保密通信中，由于量子的不可分割、不可克隆和测不准的特性，所以一旦存在窃听就必然会被发送者察觉并规避。

　　“传统的信息安全都是依赖于复杂的算法，只要计算能力足够强大，再复杂的保密算法都能够被破解。量子通信能做到绝对安全，是由量子自身的特性所决定的，计算能力再强也破解不了，因此它是革命性的，可从根本上、永久性解决信息安全问题。”潘建伟说。

　　量子通信系统的问世，点燃了建造“绝对安全”通信系统的希望。当前，量子通信的实用化和产业化已经成为各个大国争相追逐的目标。

　　在量子通信的国际赛跑中，中国属于后来者。经过多年的努力，中国已经跻身于国际一流的量子信息研究行列，在城域量子通信技术方面也走在了世界前列，建设完成合肥、济南等规模化量子通信城域网，“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网也即将竣工。

　　然而，这只是开始。“在城市范围内，通过光纤构建城域量子通信网络是最佳方案。但要实现远距离甚至全球量子通信，仅依靠光纤量子通信技术是远远不够的。”潘建伟说。

　　他解释说，因为量子的信息携带者光子在光纤里传播一百公里之后大约只有１‰的信号可以到达最后的接收站，所以光纤量子通信达到百公里量级就很难再突破。但光子穿透整个大气层后却可以保留８０％左右，再利用卫星的中转，就可以实现地面上相距数千公里甚至覆盖全球的广域量子保密通信。

　　另外，诞生百年的量子理论的奇妙之处在实验室里被不断重复检验，但却从未在太空尺度验证过。量子理论的各种奇异现象在太空中是否还存在？量子纠缠和隐形传输是否可以延伸到星地之间？这些都需要卫星去验证。

　　２０１１年，中科院正式启动全球首颗“量子科学实验卫星”的研制，这既意味着中国科学家率先向星地量子通信发起挑战，更意味着中国或将领先欧美获得量子通信覆盖全球的能力。

　　“四种武器”挑战四大实验任务

　　目前，国际上还没有一个国家将量子科学实验送入空间，量子卫星的研制没有任何经验可循，过程充满了困难和挑战。

　　科学家在量子卫星上搭载了自主研发的“四种武器”：量子密钥通信机、量子纠缠发射机、量子纠缠源和量子试验控制与处理机。

　　同时，在地面建设了科学应用系统，包括１个中心——合肥量子科学实验中心；４个站——南山、德令哈、兴隆、丽江量子通信地面站；１个平台——阿里量子隐形传态实验平台。

　　卫星与地面站共同构成天地一体化量子科学实验系统，在两年的设计寿命期间将进行四大实验任务——星地高速量子密钥分发实验、广域量子通信网络实验、星地量子纠缠分发实验、地星量子隐形传态实验。

　　潘建伟介绍，实验大致分为三类：第一类是进行卫星和地面之间的量子密钥分发，实现天地之间的安全通信，如果４个地面站任何两两之间都可以实现安全的通讯，即可实现组网；第二类相当于把量子实验室搬到太空，在空间尺度检验量子理论；第三类是实现卫星和地面千公里量级的量子态隐形传输。

　　天地量子科学实验非常复杂，对天地实验设备的要求也异乎寻常的高。潘建伟坦言，卫星研制过程中，最困难的环节就是有效载荷，“攻克了许多技术难题才拿下”。

　　比如量子纠缠源，它只有机顶盒的大小，作用却非常关键，它能够产生纠缠光，这是量子卫星在空中做各种实验的源头。平时实验室里纠缠源的体积非常巨大，研究人员不仅把它做到了小型化，还通过一系列的创新让它实现了满足空间环境要求，在国际上是首次实现。

　　量子卫星对精准控制的要求也前所未有的高。量子卫星系统总师朱振才介绍，量子卫星飞行中，携带的两个激光器要分别瞄准两个相距上千公里的地面站，向左向右同时传输量子密钥，且卫星上的光轴和地面望远镜的光轴要始终精确对准，就好比卫星上的“针尖”对地面上的“麦芒”。

　　科研团队进行了各种实验，考验超远距离“移动瞄靶”能力，最终突破了星地光路对准等关键技术，通过平台和载荷两级控制的方式，对准精度可以达到普通卫星的１０倍。

　　“激光器一站对一站有人做过，但一颗卫星对准两个地面站国际上还从来没有过。如果成功的话，在国际上也是首次实现这么高精度的跟踪和地面站配合。”中科院国家空间科学中心主任吴季说。

　　“量子星群”引领量子互联网时代

　　此刻，量子卫星已在太空轨道上翱翔。而它最初的构想，始于十几年前。

　　２００１年，３１岁的潘建伟从欧洲回国，在中科大组建了量子信息实验室。２００３年，当大多数人仍致力于在实验室内部的原理性演示时，潘建伟和同事们已经萌生了“天地一体化”量子通信网的初步构想，“量子科学实验卫星”正是这个构想中的关键节点。

　　“工欲善其事，必先利其器”。围绕这一远景目标，潘建伟团队开始了十余年的技术积累。他带领团队在自由空间量子密钥分发、量子纠缠分发和量子隐形传态实验等方面不断取得国际领先的突破性成果。

　　２００５年，潘建伟团队在世界上第一次实现１３公里自由空间量子通信实验，证实光子穿透大气层后，其量子态能够有效保持，从而验证了星地量子通信的可行性。

　　随后，他们又不断创造“传奇”：１６公里自由空间量子隐形传态、百公里级自由空间量子通信、星地量子通信的全方位地面验证实验……为星地量子通信打下了坚实基础。

　　经过十多年的发展，中国在量子通信领域已成为名副其实的世界劲旅。而这十多年间，从构想、攻关、立项到突破，人类历史上第一颗量子通信卫星终成现实。

　　潘建伟说，“墨子号”发射以后，如果效果达到预期，下一步还计划发射“墨子二号”“墨子三号”。“单颗低轨卫星无法覆盖全球，同时由于强烈的太阳光背景，目前的星地量子通信只能在夜间进行。要实现高效的全球化量子通信，还需要形成一个卫星网络。”

　　未来，一个由几十颗量子卫星组成的“璀璨星群”，将与地面量子通信干线“携手”，支撑起“天地一体”的量子通信网。

　　到２０３０年左右，中国力争率先建成全球化的广域量子保密通信网络。在此基础上，构建信息充分安全的“量子互联网”，形成完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统。

　　“安全的通信是属于我们的，但是科学研究是面向全世界开放的。”潘建伟透露，第一个开放的项目是与奥地利科学院合作，实现北京和维也纳之间的洲际量子保密通讯，之后将和更多国家合作开展量子信息技术方面的研究。

　　继量子卫星之后，潘建伟团队还计划开展空间站“量子调控与光传输研究”项目，研究星间量子通信技术等，同时进行量子密钥组网应用等研究，为下一步卫星组网奠定技术基础。

　　“随着中国科技的迅猛发展，我相信量子通信将在１０年左右时间辐射千家万户。期盼在我有生之年，能亲眼目睹以量子计算为终端、以量子通信为安全保障的量子互联网的诞生。”潘建伟说，“我相信中国科学家们做得到。”(新华社　吴晶晶　杨维汉　徐海涛)             

　　量子卫星彰显中国科技“领跑”之志

　　以“墨子号”命名的全球首颗量子科学实验卫星１６日成功发射。这颗卫星体积不大，却为世界科技界瞩目。小小量子，潜力无限，标志着我国正引领全球的量子通信研究。

　　近年来，我国在国际量子信息研究领域取得的众多成就，常常被业界冠以“率先”“首次”“第一个”……国际权威期刊《自然》杂志发文感叹，中国在量子通信领域，从十年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅，将领先欧洲和北美。

　　国际科技创新制高点的角逐日益激烈，中国此时发力恰逢其时。当前，我国科技发展正处于“从量的积累向质的飞跃、点的突破向系统能力提升”的重要时期，已经从以跟踪为主发展为跟跑、并跑和领跑“三跑”并存的新格局，处于从跟跑、并跑向领跑转变的关键阶段。量子科学卫星的发射，意味着我国在一些前沿领域已开始领跑。

　　领跑，得益于我们能“集中力量办大事”。“墨子号”量子科学实验卫星、“悟空”暗物质粒子探测卫星、实践十号科学实验卫星，都是中科院“空间科学先导专项”中以重大科学发现为主要目标的项目。在很多外国专家看来，从量子卫星的研制、地面接收到卫星发射这一系列系统工程，中国的决策速度令人惊叹。十多个实力雄厚、富有创新精神的专业技术团队迅速整合，让中国一举夺得发射全球首颗量子卫星的先机。

　　领跑，相当于筑巢引凤，有助于吸引合作。目前，奥地利已经与中国科研团队展开合作，德国、加拿大等国家的科研团队也申请加入，领跑的量子卫星所产生的聚合效应已经显现。保持领跑优势，还要面对更加激烈的竞争。美国发布了新的量子科研计划，欧盟、日本也在量子通信领域加紧研究。

　　在高科技赛场上，中国将持续发力。不久前颁布的《“十三五”国家科技创新规划》部署了量子通信量子计算、脑科学和类脑研究等超前技术，更加注重前沿性、引领性，也更加关注颠覆性技术对产业变革的深刻影响。

　　“墨子号”的升空，是中国科学家将人类认知的触角向未知领域延伸，必将在世界科技史上写下浓墨重彩的一笔。

　　“日日行，不怕千万里；常常做，不怕千万事”。中国科技创新将以更大的步幅、更矫健的身姿飞奔向前。(新华社)   

　　“永不被解密”的量子通信

　　最开始，人类结绳记事；然后，我们用语言和文字沟通；再后来，手机、网络成为必需品。信息传输，早已从如何传输，走入了“如何安全传输”的年代。而在这场比电影更精彩的现实大戏中，有两个人贡献了两幕高潮。

　　斯诺登说，有人在监听。

　　潘建伟说，他们听不懂。

　　首颗“量子科学实验卫星”的发射成功，有望让量子通信真正进入广域传输时代；其“测不准”“不可克隆”等特性，使得其传输的信息在理论上永不会被解密。

　　不过，发射卫星只是一个起点，在“宏伟量子大厦”中，量子京沪干线正在飞速搭建，天地一体的广域量子网络倚马可待，市场应用不断突破。在第二次“量子革命”中，中国正在领跑。

　　十年磨剑，量子通信从“三点一线”走到“洲际传播”

　　中国科学技术大学、杏林苑和滨湖新区……２００８年１０月，这三个合肥市内本不相干的点，因为一次实验连接在了一起。它们仨因为组成了三节点可扩展的量子通信网络，实现了全球首个量子保密电话系统建设，而被永久载入史册。

　　随后，五节点，四十六节点，合肥、济南城域网，“京沪”城际网……量子通信网在不断扩展。将近十年后，随着量子卫星的发射成功，量子通信网络真正可能升至　“广域”“洲际”传播，为信息保密传输画上了“天地一体”的注脚。

　　提起量子通信这一“永不被解密”的安全传输方式，很多人觉得晦涩，而记者采访了解到，这一技术已经在市场上得以产业应用。以中国科学技术大学潘建伟团队为技术依托的科大国盾量子技术股份有限公司，把量子通信带到了日常生活中，形成了以量子密码通信终端设备、网络交换／路由设备为核心的量子信息安全系统整体解决方案。

　　目前，工商银行、北京农商行等多家银行率先试用了量子通信加密技术。作为首批用户之一，工商银行数据中心(北京)网络部总经理任长清曾在接受采访时介绍，现在工行试点的部门，就是通过国盾的量子加密技术，将数据从数据中心传输到同城的另一个机房内。“从理论上讲，通过设备产生量子密钥，再对数据进行加密传输，是不会被窃取的，这对金融数据传输是非常有必要的。”

　　而将在今年年底贯通的量子京沪干线，总长２０００多公里，建成后，目标应用于军事、金融、政务等领域信息的安全传输。金融机构、媒体、大型企业，都可以成为量子通信的用户。

　　竞争加剧，“第二次量子革命”我们如何领跑？

　　量子信息技术方兴未艾，这一领域的国际竞争也在不断加剧。今年以来，欧美纷纷提出“第二次量子革命”计划，加大基础研究和产业发展方面的投入。

　　今年３月，欧盟委员会发布《量子宣言(草案)》，计划于２０１８年启动１０亿欧元的量子技术项目。其中在量子通信方面，规划５年内突破量子中继器核心技术，实现点对点安全量子通信。１０年内实现远距离量子网络、量子信用卡应用等，目标融合量子通信与经典通信，“保卫欧洲互联网安全”。美国更是将“量子跃迁”作为“６大科研前沿”之一，认为人类正站在下一代量子革命的门槛上，量子力学正在导致变革性技术，必须加大投入促进交叉性基础研究。

　　在中科大上海研究院，张强教授告诉记者，他受邀参加了今年５月在荷兰阿姆斯特丹举行的欧洲量子会议，这次会议上有参会者明确提出，欧洲要成为世界量子技术发展竞争中的领导者，并提议建设类似于中国“量子通信京沪干线”的项目。

　　发射全球第一颗量子通信卫星，无疑确立了我国在国际量子通信研究中的领跑地位。根据我国量子通信发展规划，量子卫星发射以后，今年底建成“量子通信京沪干线”，国内初步形成广域量子通信体系。到２０３０年左右，中国率先建成全球化的量子通信网络。

　　今年６月，国家发展改革委印发的《长江三角洲城市群发展规划》，也为量子通信的实用化勾勒了蓝图。其中提出，加快城市群主要城市域量子通信网构建，建成长三角城市群广域量子通信网络。积极建设“量子通信京沪干线”工程，推动量子通信技术在上海、合肥、芜湖等城市使用，促进量子通信技术在政府部门、军队和金融机构等应用。

　　“我们的打算是在未来十年内，形成天地一体的全球化量子通信基础设施；形成完整的产业链和下一代国家主权信息安全生态系统；构建基于量子通信安全保障的未来互联网，也就是‘量子互联网’。”潘建伟说。

　　把握先机，让产业应用走得更快更健康

　　据了解，我国目前在全球量子通信竞争中能处于领先地位，一方面得益于国家对量子信息领域发展的高度重视，同时也依靠科研工作者取得的一系列重大突破。

　　然而作为一项新兴技术，即使技术积累和产业化方案都更成熟的我国，也同样面临着市场培育的困难。目前我国量子通信产业的主要应用在军事方面和政府部门，商业市场的接受度还有待提高。

　　“保密传输是减少损失，而不是带来价值，或者说它带来的价值是隐性的，用户很难显性察觉得到。”科大国盾量子信息技术有限公司副总裁何炜说，目前绝大多数合作伙伴都是在政府部门指导下，示范使用产品，真正花钱购买、进入商业化还需要一定的市场培育时间。

　　记者调研也发现，虽然量子通信产业化还在初期，一些“山寨”公司已经开始借量子的名头，为了提升股价或尽快上市，甚至只是买了两套设备，就拿着正牌企业的资料和ＰＰＴ到处宣讲，炒作自己的量子概念。这些企业的不良行为，将会影响量子通信产业化的正常推进。

　　业内人士认为，应尽早启动国家量子科研重大专项、组建量子信息国家实验室，以保持我国的量子科研优势地位，推动量子通信加速形成产业化。

　　“我们希望能和运营商、广电系统等一起去推进网络的建设。这不能闭门造车，而是要合纵联盟，合作伙伴中有用户、网络运维方、云服务器提供商、设备供应商等。基础设施的加快推进，是未来走向产业化的必经之路。”何炜预计，量子通信产业在五年内会爆发式增长。(新华社　徐海涛　周琳)      

　　“瞬间移动”“信息绝密”真的能实现吗？

　　还记得这样的场景吗？电影中，主人公走入一扇“任意门”，瞬间就穿越来到另一个空间……

　　在量子世界里，这或许不是幻想。就在今天凌晨，我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。新华社记者采访了量子卫星首席科学家潘建伟院士、中科院物理所研究员吕力、北京大学物理系教授刘雄军，带你一起走进神奇的量子世界。

　　问：量子究竟是什么？

　　答：量子是构成物质的基本单元，是能量的最基本携带者，不可再分割。比如，光子是光能量的最小单元，不存在“半个光子”，同理，也不存在“半个氢原子”“半个水分子”等等。量子世界中有两个基本原理：

　　——量子叠加，就是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上。著名的“薛定谔的猫”理论曾经形象地表述为“一只猫可以同时既是活的又是死的”。

　　——量子纠缠，类似孙悟空和他的分身，二者无论距离多远都“心有灵犀”。当两个微观粒子处于纠缠态，不论分离多远，对其中一个粒子的量子态做任何改变，另一个会立刻感受到，并做相应改变。

　　问：世界上真有“绝对安全”的通信吗？

　　答：这得先说说通信中信息是如何被窃取的。传统光通信是通过光的强弱变化传输信息。从中分出一丁点光并不影响其他光继续传输信息，测量这一丁点光原理上就能窃取信息。

　　量子通信则完全不同！窃听者如果想拦截量子信号，并对其进行测量，将不可避免地破坏携带密钥信息的量子态。根据量子“测不准定理”，这种破坏必然会被信息发送者和接收者所发现。

　　是否可以不破坏传输的量子态，只截取并复制，再继续发送？这已被“量子不可克隆定理”完全排除，于是也就保证了量子通信的绝对安全。

　　问：“量子态隐形传输”意味着能实现《星际迷航》里的瞬间移动吗？

　　答：“量子态隐形传输”是基于量子叠加和量子纠缠的特性，就是甲地某一粒子的未知量子态，可以在乙地的另一粒子上还原出来。其实传输的是粒子的量子态，而不是粒子本身。这种状态传送的速度上限仍然是光速，也不是“瞬间移动”。

　　现在，在光子、原子等层面已经实现了量子态隐形传输。电影里“大变活人”在原理上是允许的，但目前还远远做不到。因为科幻电影里人的传送，不仅需要把人的实体部分的大量原子、分子传送，并且严格按照原来的相对位置重新排列起来，更何况重现意识和记忆就更复杂了。

　　不过，随着科学的发展和技术的进步，也许未来我们还是可以实现人的量子隐形传态，到那时星际旅行就不是梦啦。

　　问：将来机器会不会像《变形金刚》里一样被装上量子大脑，从而取代人类？

　　答：所谓量子大脑，其实就是当今正在研制中的量子计算机。未来的量子计算机可能会对人工智能起到极大的帮助，在数据搜索、分析和处理方面提供远远超过目前经典计算机的运算能力。

　　机器人都是预先设置好程序的，而人是有意识和自由意志的。研究发现，人脑中的思维机制与量子叠加、量子纠缠或许存在相似之处。所以也有学者认为，未来可望创造出与人脑一样运行的人工智能机器人。真到这种程度，机器与生物之间的界限已经非常模糊。这目前还只是一种畅想，未来究竟怎样还得拭目以待。

　　问：量子技术什么时候才能“飞入寻常百姓家”？

　　答：量子通信目前已经实现在金融、政务系统等中的使用。要让每个人都用上，乐观的话需要１０到１５年。这需要对网络基础设施进行改造，还涉及到标准制定。到时候，个人的网上银行、手机支付、信用卡等就再也不怕被盗号，“棱镜门”那样的泄密事件也不会发生了。

　　而量子计算目前仍然处于基础研究的阶段，前进道路上还面临着巨大的挑战，不知道在二、三十年的时间内能否实现初步应用。一旦取得进展，其意义将是极其重大的。

　　问：量子科学和技术究竟将带来一个怎样的未来？

　　答：量子科学和技术其实已经在方方面面影响着我们的日常生活。我们目前正在广为使用的计算机、手机、互联网、时间标准和导航，包括医院里的磁共振成像等等，无一不得益于量子科学和技术。

　　用发展的眼光看，随着微纳加工、超冷原子量子调控等技术的不断进步，人类将能够制备出越来越复杂、功能越来越强大的各种人造量子系统，例如包括量子计算机芯片在内的各种量子电路，其功能和信息处理能力将远远超过我们目前正在使用的经典芯片，并且更加节能；再如可望制备出达到量子极限的能量收集和转换器件，将引发能源变革；也有望大幅提升对时间、位置、重力等物理量超高精度的测量，不仅实现超高精度的潜艇定位、医学检测等，也将加深对物理学基本原理的认识。

　　总之，量子科学和技术的广泛应用最终将把人类社会带入到量子时代，实现更高的工作效率、更安全的数据通信，以及更方便和更绿色的生活方式。(新华社　荣启涵　吴晶晶　白国龙)   

　　银河证券：量子通信与计算两翼齐飞，铸就国家名片

　　1.事件

　　1.全球首颗量子通信科学实验卫星有望在8月发射。如果该卫星成功运行,中国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,并结合地面已有的光纤量子通信网络,初步构建一个广域量子通信体系。

　　2.中科大微尺度物质科学实验室的王征飞教授团队基于铁基高温超导材料研究发现的新型一维拓扑边界态,有望解决量子计算机中马约拉纳费粒子的不稳定情况,为人类叩开高能量子计算机的大门提供了一把关键性的钥匙。之前清华大学教授姚期智牵头进行的量子计算的研究也在2000年获得图灵奖,有计算机界诺贝尔之称。

　　这是继中科大潘建伟院士“多自由度量子隐形传态”科研成果被公认为2015年度国际物理学最重大突破后的又一标志性事件。此前,潘建伟的研究成果曾经作为《自然》和《科学》杂志的一期封面,备受推崇。

　　2.我们的分析与判断

　　(一)技术革命,国家名片

　　我国量子通信领域的成就举世瞩目,南科大、北清华领先的研发团队,在量子通信与量子计算领域已颇有建树,而京沪干线、沪杭线、包括政务骨干网的建设陆续落地,材料的突破与量子卫星的突破将成为又一标志性事件。

　　目前我们所说的量子通信是狭义上的量子密钥通信,即通过量子纠缠手段实现密钥的高保密传递,密文本身仍然通过经典信道传送。是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式。古人在信封上用火漆封口,信件一旦在运输途中被拆开,便会留下“泄密”的痕迹。量子密钥在量子通信中的作用比火漆更彻底:一旦有人试图打开信件,量子密钥会让信件自动销毁,并让使用者获知情况。因此,量子通信不可以被窃听,不可以被复制,理论上“绝对安全”。

　　量子通信的特点自然使得它首先成为国家安全、军事方面的宠儿,然后再由军事应用向其他民用产业方向扩展。量子通信主要包括如下的四种模式:量子密钥分配(QKD,quantumkeydistribution),量子隐形传态(quantumteleportation),量子机密共享(quantumsecretsharing)和量子安全直接通信(quantumsecuredirectcommunication)。目前可以生产和商用的是量子密钥分配模式的量子保密通信网络。

　　目前我们所说的量子通信是狭义上的量子通信,即通过量子纠缠手段实现密钥的高保密传递,密文本身仍然通过经典信道传送,主要载体是光纤。

　　要了解密钥的量子传送,首先要了解量子纠缠状态。量子纠缠:一对处于量子纠缠态的粒子,其自旋状态必然相反。一旦其中一个被观测而确定状态,另一个的状态也就随之确定(称为纠缠坍塌)。比如我发一组信息给你,有人在窃听,截取了这个消息。他如果不想暴露,就必须复制一模一样的数据给你,但根据量子态不可克隆原理,他发出来的信息大部分都是错的。当你接受到数据之后,我和你会公布一小部分数据,看看是否一致,如果错误率较高则证明有窃听者。量子通信的数据载体是经过偏振编码的光,基本的通信协议是bb84编码。

　　量子通信是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式。量子通信与传统通信技术相比,具有如下主要特点和优势:(1)具有极高的安全性和保密性,不可克隆,没有电磁辐射,无法被无线监听或探测;(2)量子通信的线路时延近乎为零,量子信道的信息效率相对于经典信道量子的信息效率高几十倍;(3)抗干扰性能强,传输能力强,量子通信与传播媒介无关,传输不会被任何障碍阻隔,量子隐形传态通信还能穿越大气层,既可在太空中通信,又可在海底通信,还可在光纤等介质中通信。

　　(二)科大牵头,世界领先

　　就我国科技发展水平而言,量子通信的发展在世界处于领先水平,尤其以潘建伟院士带头的科大系团队,在国际上与之比肩或差距较小的团队少只有少。今年一月份的国家技术进步大奖也说明国内科技界对量子通信领域研究成果的重视。

　　而在我国,量子领域的建树频频,清华大学教授姚期智牵头进行的量子计算的研究也在2000年获得图灵奖,有计算机界诺贝尔之称,而此次科大系潘建伟院士的成就也被誉为年度物理学界顶尖成果。

　　目前我国已将以量子通信系统为核心的量子调控技术列入了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中重大研究计划。我国从2001年开始,在科技部“973”计划、“863”计划、国家自然科学基金重点项目、中科院知识创新工程重大项目的前瞻性支持下,量子通信科研方面取得了许多重要研究成果。

　　在不需要中继的情况下,我国的量子通信技术可以在200多公里的距离上保证通信安全。在这一层面,我国是在世界上领先的。这项技术应用到实际层面上,安全距离可达100多公里,我国与美国、欧洲、日本等科技发达国家水平相当乃至超越。

　　(三)产业应用,梦想照进现实

　　就产业应用而言,量子通信早已不是实验室的概念,在科大所在地安徽省,早在2010年在芜湖就建立了世界首个量子城域政务网,并涵盖了芜湖电子政务、金融信息量子通信试验网,包括保密声音、图像、文件、动态视频的绝对安全通信。之后合肥城域网、工行城域网、济南城域网、杭州城域网等一系列的城域网及行业量子通信网建设从实践领域拓展了量子通信的应用范围。

　　在目前的量子通信网络建设而言,所有核心器件都已经实现了国产化,实现了我国在该领域的弯道超车。

　　(四)国际翘楚,风口浪尖

　　京沪干线大概率明年交付,突破了量子通信远距离传输的障碍,在途设置传输中继,尽量避免因信号衰减造成了失真问题,并采用量子通信技术进行通信保障,国家核心安全数据和金融数据的传输将首先得到保证。

　　G20峰会的主题之一将无可避免的落到反恐及国家安全方面,“绝对安全”的量子通信技术或被提及进而引发资本市场的关注。“十三五”将量子通信发展放到了非常重要的战略位置,国际以及国内的形势以及政策,都把量子通信技术推到了风口浪尖。

　　今年用于科研测试的第一颗量子卫星即将发射,其价值不亚于第一次发射“北斗”卫星。“北斗”卫星使得我国突破了导航以及无线通信的国外封锁,量子卫星的发射的意义不是“突破”国外技术封锁,而是引领国际通信安全的潮流。

　　3.投资建议

　　量子通信产业链包括产业应用、平台建设、基础设施、信号收发器(激光器),我们认为京沪干线的商用及众多城市量子通信城域网建设将更大规模促使具有自主知识产权的量子通信网络建设铺开,产业链存在重大投资机会。

　　目前商业化程度最高,工程经验最丰富的是科大系下两大非上市公司,科大国盾量子技术股份有限公司及安徽问天。

　　科大国盾发源于中国科学技术大学,是产学研在量子通信领域落地最完备、技术最先进、专利数目最多、研发实力最强的创新型公司。目前拥有中国最多的量子通信领域技术专利,专利数世界第五,系列化产品涵盖量子通信网络设备、终端设备、核心器件、以及系统性的管控和应用软件均实现自主研发,可提供信息安全整体解决方案。是济南量子通信实验网、合肥城域量子通信试验示范网、金融信息量子通信验证网、“京沪干线”主要建设方。

　　同样科大系下面的安徽问天,在量子密码领域的突破亮眼,也是我国量子密码标准制定牵头单位,可提供量子信息安全系统核心解决方案。核心优势是构建了量子密码通信核心技术自主知识产权的完整体系,处于国际领先地位。全球首个量子政务网--芜湖政务网的承建商。

　　就A股的投资机会而言,产业链相关公司值得我们重点关注:

　　【神州信息】:旗下神州数码第一名中标量子信息“京沪干线”联调系统,金额过亿,随着“京沪干线”的建设,业绩将逐步兑现。

　　【浙江东方】:旗下持股49%的浙江国贸东方投资管理公司与中科大量子通信技术潘建伟团队合作,在浙江省杭州市海创园内设立“浙江神州东方量子网络技术有限公司”。合资公司将作为浙江省量子通信产业化平台,也是潘建伟院士研究成果的落地方之一。

　　【科华恒盛】参股安徽国盾,最纯正的量子通信标的。

　　计算机板块重点推荐【蓝盾股份】(与华南师范大学联合设立量子密码技术实验室,业绩好)。

　　4.风险提示

　　产业发展不达预期。(中国证券网)