潘建伟：经过十到十五年努力 发展天地一体广域量子通讯网络

访问：

天猫双11第一波11月1日凌晨开启 1400万款商品开启打折模式

京东双十一领券入口：三大主场每满300减40 京享红包最高1111元

被称为量子物理学家的中国科学院院士潘建伟从古生物学开始讲起，分享了关于新量子革命的发展。

有效信息的交互帮助人类形成社会化的群体，信息交互已经并将一直伴随着我们人类的进化和社会的发展。在我们这过程当中有两个东西是非常重要的，第一个是信息交互的效率，第二个是隐私保护。

要做到这两点就要提高计算能力、网络效率和信息网络安全技术水平。潘建伟院士表示，目前的计算能力发展处在瓶颈期，计算能力有限，传统的发展模式目前已经受到了严重的制约。而量子力学的发展，将有助于以上领域的发展进入新纪元。

由量子力学发展出的量子信息科学，将能够提供一种原理上无条件安全的通信方式，利用量子计算可以提供非常强大的计算能力，而用于各种各样的复杂系统的研究。

近年来，国内国际的量子秘钥分发、量子隐形传态、量子计算等量子信息科学方面的应用正在快速发展。潘建伟院士希望未来能够完整地发展天地一体广域量子的通讯网络技术体系，在国防、政务、金融、能源等领域以应用，为形成下一代的国家信息安全生态系统的奠定基础，也希望在量子计算方面，通过对数百个量子比特的相干操纵，能够对一些现实的问题的求解，研发具备基本功能的通用量子计算原型机，能够超越目前的超级计算机，并且能够来解决一些重大的科学问题、初步探索对密码分析、大数据分析等方面的相关应用。

以下是潘建伟院士的演讲实录：

大家好，非常高兴来到这里，跟大家分享我们正在开展的一些工作。

我叫潘建伟，来自于中国科学技术大学。我今天给大家报告的题目是新量子革命。

请允许我，从古生物学开始讲起。我们的古生物学告诉我们，在10万年之前我们存在着有两类人属。其中一类是尼安德特人，另外一类是智人。尼安德特人比智人更加强壮，甚至他的脑容量比现代人还大。智人，个体是弱于尼安德特人的。那么为什么智人会在进化当中胜出成为现代人的祖先呢？ 其中主要的原因是智人发明了基本的符号和语言。有了符号和语言的帮助之后，人们就可以进行有效的信息的交互，以至于可以形成一个互为一体的社会化的群体。所以，他在对抗大自然的各种困难当中变得更加地有效。

其实在人类的进化当中还有一个事情是非常重要的，就是所谓的隐私的保护。正因为大脑里面在想什么，在思考什么，是别人怎么样也没法知道的，所以它才能够导致思想的多样性。而思想的多样性，是创新与进步的源泉。比如古希腊的雅典学院和我们春秋战国时候的百家争鸣，正因为这样才导致了各种各样的思想出来推动社会文明的进步。

在人类的历史上，有一次重要的科学革命。根据牛顿力学，他告诉我们一切力学的现象，都是可以统一为一个简单的公式F=ma。与此同时，麦克斯维尔建立的电动力学又告诉我们一切光电磁的现象都可以统一成为一个方程组。第一次科学革命所带来的科学进步，极大地推动了信息交互效率的提升。

古时候的信息只是通过口口相传，更近一点，大家有书了、有纸了，可以用书进行千里传书，然后有了著作。到了近代，科学革命的发生，推动了第一次工业革命，也就是蒸汽机时代。同时推动了第二次工业革命，进入电力时代。所以整个地球已经变成一个地球村，信息交互的效率越来越高，巨大地推动了我们人类文明的进步。

随着量子力学和相对论的建立，又发生了一次新的科学革命，这是人类历史上的第二次科学革命。在第二次科学革命当中，我们基本上把量子力学在过去100年中的应用归属成第一次量子革命。在第一次量子革命中，大家产生了非常多有用的东西。从某种意义上讲，我们第三次产业变革或第三次工业革命是建立在信息技术的基础之上的。信息技术的硬件的基础就是量子力学。没有半导体晶体管的发明，就不会今天的计算机、手机，没有万维网的发明就不会有我们现在的万物互联、互联网的概念。

所以从计算、网络和感知方面，其实都是量子力学所带来的这么一个巨大变革。所以从某种意义上讲，信息交互已经并将一直伴随着我们人类的进化和社会的发展。在我们这过程当中有两个东西是非常重要的，第一个是信息交互的效率，第二个是我们的隐私的保护。这是刚才已经讲到了的。

那么怎么来做到这两点呢？我们可以通过计算能力的提高和网络效率的提高来加强信息交互的效率。通过信息安全和网络安全，来加强对我们个人的和各类各样的隐私的保护。实际上，为了实现信息的安全，大家就设计各种各样的非常复杂的加密系统来保证信息的安全传输。有矛必有盾，在二战当中德军一个非常高级的密码，那个密码被图灵给破解了。现在我们广泛使用的一个公钥体系，RSA 512位在1999年就被破解了，768位在2009年被破解了。现在我们银行里面用的U盾，大概经常用的是1024位。大家现在已经建议，随着计算能力的发展，最好不要去使用它（RSA 1024）了。所以人类历史告诉我们的经验，就是依赖于计算复杂度的经典加密算法，随着我们计算能力的增加，原理上都会被破解。

这么一来，我们的信息技术就面临着一个信息安全的问题，就是怎样才能够很好的达到我们信息的安全传输？早在一百多年之前，有一位作家，他就写过一段话，他说人们早就怀疑“以人类的才智无法构造人类自身不可破解的密码。”那么到底可不可以呢？这是我们后面要回答的一个问题。

除此之外，随着社会的发展，我们信息交互的效率提高，我们计算能力的需求，也在快速的增长。第一台计算机是在1943年造出来的，当时的重量是一吨，它的功耗是8.5千瓦左右，每秒钟可以算5000次。在当时看来已经是非常的快了，所以当时IBM的总裁Thomas Watson曾经预言全世界估计只需要5台这样的计算机就可以了。

但是经过了将近70年的发展，到了2010年的时候，其实一部智能手机的计算能力的总和已经超过了整个阿波罗登月计划的计算能力的总和。所以从这种角度上讲，我们对计算能力的需求是在快速地增长。

目前我们所面临着的计算能力的瓶颈，就是我们拥有的计算能力是非常有限的，如果我们把全球的所有的计算机的计算力加在一起，一年里面，都没办法完成对2的90次方个数据的穷举搜索，但是这个传统的发展模式目前已经受到了严重的制约。摩尔定律正在逐渐地逼近极限，那么大概会在不到十年左右的时间，我们晶体管的尺寸大概就会达到原子尺寸——亚纳米水平。这个时候，晶体管的电路原理将不再适用。那么怎么来解决这些问题呢？

量子力学，可以说是他生的第一个小孩就是现代信息技术。但他自己在百余年的发展过程当中，又已经准备好产生第二个小孩，为解决前面那种算力不够，信息安全的传输不够这些问题做好了准备。

（编辑：应用网_阳江站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!