在理论上绝对安全的量子通信“惊现破绽”？一篇研究量子通信攻防的论文引发广泛讨论，中科大量子通信团队迅速做出了多重回应，从学理讨论升级到实战演练。
先有中科大量子通信领军人物潘建伟院士等5名科学家联名撰文指出所谓的“破绽”早已有解决方案，目前量子通信安全性正在逼近安全系统。3月20日，科大国盾量子技术股份有限公司（下简称“科大国盾量子”）更宣布提供商用量子密钥分发产品，摆设擂台，成功窃取到量子密钥的攻擂者将获奖100万元人民币。
潘建伟的学生“击穿最强加密之盾”？
这篇触发量子通信安全性讨论的文章由某微信公众号在3月12日翻译加工自《麻省理工 科技 评论》，题为《量子加密惊现破绽：上海交大团队击穿“最强加密之盾”，实验成功率竟高达60%！》。
文章介绍了一项上海交通大学金贤敏组收录于预印本网站、尚未正式发表的论文成果。
值得一提的是，金贤敏是潘建伟的学生，2004年至2010年在中科大读博并从事博士后工作。
量子通信的本质是将信息编码在光子上。由于量子力学独特的态叠加和不可克隆性质，任何试图截获读取光子的窃听者都会破坏光子上的信息，窃听行为就此暴露。因此，量子通信在理论上是一种绝对安全的通信手段。
然而，由于现实中存在一些设备和工程学上的限制，难以百分百复制完美的理想情况。因此，自量子通信被提出以来，不少学者就试图通过研究“窃听”的现实可行性以推动该领域的安全性。
该文章写道：“上海交通大学研究团队近来在经过不断的实验与尝试之后，发现了现有量子加密技术可能隐藏着极为重大的缺陷，攻破这个最强的加密之盾却不需要什么神兵利器，而是利用‘盾’本身就存在的物理缺陷。这个研究这将可能导致量子加密从原本印象中的坚不可破，转而变成脆弱不堪。……
目前被广泛应用在量子通信中的 QKD（Quantum Key Distribution，量子密钥分发）方法并不完美，研究团队通过将具有不同种子频率的光子注入激光腔来改变激光频率的方法，进而观察注入光子的半导体激光器的动态，最终居然获得高达 60％的信息盗取成功率。”
论文作者：攻击，是为了让量子密码无懈可击
金贤敏表示，报道中有一些不够准确和深入的部分。他的文章在理论上提出了一种针对量子密钥分发实际系统源端物理漏洞的攻击方案，并通过实验数据验证可行。这个工作提醒并强调，为了更高的安全性，实际量子密钥分发系统中源端的高对比度的光隔离不仅不可或缺，而且要非常大。目前的实际系统中，有的光源已经采取了高对比度的光隔离，但有的光源还没有。
“我们的工作并不否认量子密钥分发理论上的绝对安全性，相反正因为量子加密提供了理论上的绝对安全，使得人类追寻了几千年的绝对安全通信几近最终实现。而我们不断的针对实际系统的物理安全漏洞问题的研究正是为了这个绝对安全性变得更加可靠。攻击，是为了让量子密码更加安全、无懈可击。” 金贤敏写道。
5名科学家联合撰文：正在逼近理想系统
由于“此文在微信号发布后，国内很多关心量子保密通信发展的领导和同事都纷纷转来此文询问我们的看法”，3月14日，中科大的徐飞虎、张强、潘建伟和清华大学的王向斌、马雄峰等5名量子科学家联合撰文对量子通信安全性进行了科普。
文章指出，量子密钥分发逐步走向实用化研究，出现了一些威胁安全的攻击，这并不表示安全性证明有问题，而是因为实际量子密钥分发系统中的器件并不完全符合理想协议的数学模型。归纳起来，针对器件不完美的攻击一共有两大类，即针对发射端--光源的攻击和针对接收端--探测器的攻击。
金贤敏组的实验工作就属于对光源的木马攻击。这类攻击早在二十年前就已经被提出，而且其解决方案就正如他本人宣称的一样，加入光隔离器这一标准的光通信器件就可以了。
按照文章中的攻击方案，需要使用约1000瓦的激光反向注入。5名科学家认为，如此高能量的激光，无论是经典光通信还是量子通信器件都将被破坏，这就相当于直接用激光武器来摧毁通信系统，已经完全不属于通信安全的范畴了。
“总之，虽然现实中量子通信器件并不严格满足理想条件的要求，但是在理论和实验科学家的共同努力之下，量子保密通信的现实安全性正在逼近理想系统。目前学术界普遍认为测量器件无关的量子密钥分发技术，加上自主设计和充分标定的光源可以抵御所有的现实攻击。”
量子通信龙头企业“邀您来攻擂”
3月19日，济南量子技术研究院在官网上发布了量子通信摆“安全擂台”的消息。
该院表示，量子通信行业内普遍认为，量子密钥分发技术已知的现实安全性漏洞都已具有可靠的防御措施。即便如此，他们对量子密钥分发的安全性实践，依然保持“大胆假设，小心求证”的审慎态度，而且，从科学的角度，客观的分析和严谨的实验是应有之义。
济南量子技术研究院联合科大国盾量子共同建成了量子攻防实验室。在攻防实验室里，被攻击的系统为由科大国盾量子生产的一对高速量子密钥分发设备，包括一台发送端和一台接收端。
济南量子技术研究院成立于2011年5月，在全球首条商用量子保密通信干线“京沪干线”的建设、运行过程中扮演了重要的节点作用。近日获批的《济南市量子信息产业发展规划》提出，到2030年,济南将实现量子信息产业规模300亿元,具备千亿级产业发展能力。目前，济南高新区已在中心区规划占地面积230亩的量子谷，分三期打造。
3月20日，科大国盾量子也在官方微信号上发布了“安全擂台”的消息：“耳听为虚，眼见为实。欢迎来到现实世界！究竟量子密钥分发的安全性如何？是的确如其支持者所言那样不怕窃听，还是像某些传言所说的那样，在实际中的安全性未经检验脆弱不堪？”
科大国盾量子计划举办系列擂台，在第一期擂台中，由科大国盾量子生产的一对发送端和接收端被安置在同一个房间内，连接设备的光纤链路则被完全开放地放在另一个房间内，任攻击者处理，最后以攻击者能成功获得最终密钥且不被通信双方察觉为判定标准。
成功攻击并窃取到量子密钥的攻擂者，将获得国盾量子提供的100万人民币奖金。
基于潘建伟团队的研发力量，成立于2009年的科大国盾量子已经崛起为量子通信龙头企业。公开资料显示，中科大资产经营有限责任公司目前持股18%，为公司第一大股东；潘建伟持股11.01%，紧随其后。潘建伟团队核心成员、中科大研究员彭承志担任董事长。
据介绍，擂台举办期间，组织方将通过网络实时更新活动进展、活动花絮，并邀请国盾量子的量子专家、安全专家和国际标准专家，做一些科普工作，普及量子技术、量子通信、量子密钥分发、量子“黑客”等各个方面的知识。
潘建伟是中国量子科技的领军人物，在量子计算及量子通信领域取得了辉煌的成就。尤其是量子通信，在他的带领下，中国的量子通信在全世界处在领跑的位置。
也许是跪久了不习惯处在领先位置；也许是人们更乐意相信阴谋论；也许是有些人唯恐天下不乱，几年前国内刮有一股妖风，说潘建伟的量子通信是。直到今日，仍然有很多人咬定潘建伟的量子通信是。
你可能没有接受过正规的《量子力学》学习，但这不妨碍你判断潘建伟的量子通信是不是。潘建伟团队的研究成果是公开发表的，并且是发表在《Science》《Nature》等顶级期刊上。几年来，尽管有一些人扯着喉咙吆喝潘建伟搞的量子通信是，可从未有谁公开发表论文指出其中的错误，《Science》《Nature》等学术期刊也没有撤掉潘建伟的论文。这就是学术界对其成果的肯定。
而且，近几年来，因在量子通信领域取得了可喜的成就，潘建伟本人及其团队成员获得了兰姆奖、克里夫兰奖、蔡司研究奖等国际大奖。这些奖的评委和《Science》《Nature》等顶级学术期刊的审稿人一样，都是相关领域的最杰出科学家。他们比键盘侠、网络喷子熟识量子力学，他们知道潘建伟所取得成果的价值。
反观那些咬定量子通信是的人，很多没有接受过正规的《量子力学》学习，甚至连量子力学中最基本的薛定谔方程都不会写。他们攻击潘建伟的说辞也是顾头不顾腚，先前说墨子号卫星是一颗普通的激光通信卫星，是潘建伟为了蒙混过关胡乱发射的一颗卫星。可看到墨子号能够发射纠缠光子对后，便不提普通激光通信卫星的事了。还有一些人不知道潘建伟的研究成果是公开发表的，不知道在学术期刊中查看第一手资料，反而在网络上搜索被咀嚼过多少遍的谣言。还有的为了攻击潘建伟，把量子力学都给否定了。也难怪那些人会这么做，毕竟他们连一节课的《量子力学》课程都没有学过。
没有对比就没有伤害。你可以没学过量子力学，但你该清楚在潘建伟的量子通信是真是假这个问题上，是该相信顶级学术期刊还是网络喷子。
我国的量子通信技术起步晚于欧美国家，但近几年来取得了重大进展。当前我国在量子通信领域的产业化进程已经远远超过欧美国家。量子通信的产业链主要包括四个环节：核心零组件、量子设备与解决方案、网络建设与系统集成和网络运营。中国科学技术大学潘建伟及其同事陈宇翱、彭承志等与中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作，在国际学术期刊杂志上发表了题为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”的论文，正是预示着我国量子保密通信技术成熟到了足以实用的地步，遥遥领先于世界水平。
1、我国在量子纠缠方面刷新了世界纪录。
潘建伟院士和他的团队在2004年、2007年和2012年先后实现了五光子纠缠态、六光子纠缠态、八光子纠缠态的制备与操纵，均属于世界第一次。此外，他还完成了“量子中继器”的实验与制作，这是长程量子通信中急需的举措，为将来实现广域量子通信网络奠定了坚实的基础。
2、中国打破了量子信息技术应用的技术瓶颈。
潘建伟团队经过大量的饰演，验证了远距离量子通信与空间尺度量子实验，首次实现距离大于垂直大气层等效厚度的自由空间双向纠缠分发，首次实现16公里自由空间量子态隐形传输，2011年10月至2012年6月在国际上接连首次实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和双向纠缠分发，为实现广域量子通信和大尺度量子计算打下了坚实的基础。
3、中科院则完成发射首颗“量子科学实验卫星”。
2016年8月16日1时40分04秒，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星发射升空。此次发射任务的圆满成功，标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。
地位非常的高，并且也促进了我国在量子力学方面的成就，而且也给人们在这方面带来了很大的启发，也促进了我国信息技术的发展，提高了我国在国际上的影响力。
我国在量子力学方面的世界地位是世界顶尖水平。目前世界上在量子力学领域有所建树的国家就中国和美国。
我国在量子纠缠方面刷新了世界纪录。打破了量子信息技术应用的技术瓶颈。2016年8月，中科院则完成发射首颗“量子科学实验卫星”。此次发射任务的圆满成功，标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。
中国科技大学7日宣布，中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子密钥分发，标志着中国建成了天地一体的广域量子通信网雏形，为将来实现覆盖全球的量子保密通信网络奠定了科学基础。7月7日清晨，中国科学技术大学潘建伟教授和同事陈宇奥、彭承志，以及中国科学院上海技术物理研究所、济南量子技术研究所、中国有线电视网络有限公司王建宇课题组。在国际学术期刊《自然》上发表了一篇题为《跨越4600公里的综合量子通信网》的论文，证明了广域量子保密通信技术在实际应用中的条件已经初步成熟。
据介绍，《自然》杂志评论员评论说，这是地球上最大、最先进的量子密钥分发网络，是量子通信的伟大工程成就。2016年，中国成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星墨子。2017年，我国建成全球第一条量子保密通信干线京沪干线。在京沪干线与墨子成功对接的基础上，中国科研团队建成了世界上第一个集成700多条地面光纤量子密钥分发链路和两条星地自由空间高速量子密钥分发链路的广域量子通信网，实现了星地一体化的大规模，多用户量子密钥分发。整个网络覆盖全国四省三市32个节点，包括北京、济南、合肥、上海4个量子城域网。它通过两个卫星地面站与墨子相连，总距离为4600公里。目前已接入金融、电力、政务等行业用户150多个。
量子密钥分发主要在光纤和自由空间中实现。光纤量子密钥分发技术的信道稳定性好，可以实现基本恒定的安全码率，可以方便地连接到大都市圈的千家万户；而在光纤资源有限的情况下，它可以通过卫星传输的自由空间信道连接。将地面光纤与自由空间相结合，可以实现大规模、全覆盖的全球量子通信网络。
只有我国拥有强大的科技实力，其他国家才不敢攻击我国。我国能越来越强大，并能成功制造出世界上第一台星地量子通信网络表。我们的科研人员很有实力，他们的创新能力也很强。我们应该多了解这些科研人员。只有这些科研人员的存在，我们的中国才能更强大它才能变得越来越强大。如今，打仗已不仅仅是一个枪炮时代，而是一个科技时代。只有当一个科技强盛的国家处于战争状态时，它的机会才会很大。
这一构建无疑使太空和地球的联系更为密切和迅速，同时也在世界上展现了自己的综合实力，并且告诉了其他国家，中国已经崛起并将雄立于世界。
量子通信详见前些年发射上天的墨子号，大概也就是独步全球的水平，量子计算也走在世界前列
这对我们今后的信息化建设有着很大的推进作用，我们网络通信会越来越通畅，越来越方便。
这意味着我国在量子通讯领域得到了迅速的发展，处于国际发展的前沿地位，是我国迈向科技强国的一个重要标志。
中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室的潘建伟教授及其同事，利用冷原子量子存储技术在国际上首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交换，建立了由300米光纤连接的两个冷原子系综之间的量子纠缠。这种冷原子系综之间的量子纠缠可以被读出并转化为光子纠缠以进行进一步的传输和量子操作。该实验成果完美地实现了长程量子通信中亟需的“量子中继器”，向未来广域量子通信网络的最终实现迈出了坚实的一步。2010年，中国科学技术大学和清华大学的研究人员完成了一项创举，他们的自由空间量子通信实验将通信距离从先前的数百米记录一步跨越到16公里。此刻，中国科学技术大学上海研究院的研究人员再次创造了新纪录，他们将通信距离扩大到了97公里，横跨中国的一个湖泊。报告发表在预印本网站上。研究人员在海拔约4000米的青海刚察湖上完成了这次自由空间信道量子实验，他们不是在湖这边发射光子，然后让它在湖对岸重新出现，而是利用量子纠缠——即两个量子态互相影响的粒子——在新地点重新创造出相同的量子比特。他们在四个多小时内向97公里外远距传输了1100多个光子。将量子通信距离延长到100公里意味着可以从地面与卫星进行通信，全球范围的量子通信正在变成现实。量子信息因其传输高效和绝对安全等特点，被认为可能是下一代IT技术的支撑性研究，并成为全球物理学研究的前沿与焦点领域。基于我国2001年以来在量子纠缠态、纠错、存储等核心领域的系列前沿性突破，中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项，力争在2015年左右发射全球首颗“量子通讯卫星”。中国科学技术大学教授潘建伟、彭承志、陈宇翱等人，与中科院上海技术物理研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等组成联合团队，于2011年10月在青海湖首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发。实验证明，无论是从地面指向卫星的上行量子隐形传态，还是卫星指向两个地面站的下行双通道量子纠缠分发均可行，为基于卫星的广域量子通信和大尺度量子力学原理检验奠定了技术基础 。在高损耗的地面成功传输100公里，意味着在低损耗的太空传输距离将可以达到1000公里以上，基本上解决了量子通讯卫星的远距离信息传输问题。已量子通讯卫星核心技术的突破，也表明未来构建全球量子通信网络具备技术可行性。2013年10月，中国科学技术大学郭光灿 院士领导的中科院量子信息重点实验室在高维量子信息存储方面取得重要进展：该实验室史保森教授领导的研究小组在国际上首次实现了携带轨道角动量、具有空间结构的单光子脉冲在冷原子系综中的存储与释放。这项研究成果在线发表在《自然·通讯》上。 类比于传统的电子通信中为了补偿电信号衰减而进行整形和放大的电子中继器，奥地利科学家在理论上提出，可以通过量子存储技术和量子纠缠交换和纯化技术的结合来实现量子中继器，从而最终实现大规模的长程量子通信。量子存储的实验实现却一直存在着很大的困难。为了解决量子存储问题，国际上人们做了大量的研究工作。比如段路明及其奥地利、美国的合作者就曾于2001年提出了基于原子系综的另一类量子中继器方案。由于这一方案具有易于实验实现的优点，受到了学术界的广泛重视。然而，随后的研究表明，由于这一类量子中继器方案存在着诸如纠缠态对信道长度抖动过于敏感、误码率随信道长度增长过快等严重问题，无法被用于实际的长程量子通信中。为了解决上述困难，潘建伟、陈增兵和赵博等在理论上提出了具有存储功能、并且对信道长度抖动不敏感、误码率低的高效率量子中继器方案。同时，潘建伟研究小组与德国、奥地利的科学家经过多年的合作研究，在逐步实现了光子—原子纠缠、光子比特到原子比特的量子隐形传态等重要阶段性成果的基础上，最终实验实现了完整的量子中继器基本单元。重要进展：中科大网站2013年10月报道，中国科学技术大学郭光灿 院士领导的中科院量子信息重点实验室在高维量子信息存储方面取得重要进展，该实验室史保森教授领导的研究小组在2013年首次成功地实现了携带轨道角动量、具有空间结构的单光子脉冲的存储与释放，证明了高维量子态的存储是完全可行的。该小组通过两个磁光阱制备了两个冷原子团，利用其中一个冷原子团通过非线性过程制备标记单光子，并通过螺旋相位片使该光子携带一定的轨道角动量，具有特殊的空间结构。而后利用电磁诱导透明效应将其存储于另一个作为存储介质的冷原子团中，实验结果清楚地证明了单光子携带的轨道角动量可以高保真地被存储。同时该小组借助于精心设计的Sagnac干涉仪，通过量子层析技术和干涉技术成功地证明了单光子轨道角动量的叠加性也可以在存储过程中很好地保持，而态的叠加特性是量子信息之所以不同于经典信息的根本之处。 从而在国际上首次实现了携带轨道角动量、具有空间结构的单光子脉冲在冷原子系综中的存储与释放，证明了建立高维量子存储单元的可行性，迈出了基于高维量子中继器实现远距离大信息量量子信息传输的关键一步。 作为新一代通信技术，量子通信基于量子信息传输的高效和绝对安全性，成为近几年来国际科研竞争中的焦点领域之一。合肥城域量子通信试验示范网于2010年7月启动建设，投入经费6000多万元。经过中国科学技术大学和安徽量子通信技术有限公司科研人员历时1年多的努力，项目建成后试运行，各项功能、指标均达到设计要求。该项目2012年3月29日通过安徽省科技厅组织的专家组验收，30日正式投入使用。具有46个节点的量子通信网覆盖合肥市主城区，使用光纤约1700公里，通过6个接入交换和集控站，连接40组“量子电话”用户和16组“量子视频”用户。此刻主要用户为对信息安全要求较高的政府机关、金融机构、医疗机构、军工企业及科研院所，如合肥市公安局、合肥市应急指挥中心、中国科学技术大学、合肥第三人民医院及部分银行网点等。合肥量子通信网的建成使用，标志着我国继量子信息基础研究跻身全球一流水平后，在量子信息先期产业化竞争中也迈出了重要一步。此刻，我国北京、济南、乌鲁木齐等城市的城域量子通信网也在建设之中，未来这些城市将通过量子卫星等方式联接，形成我国的广域量子通信体系。
arXiv只是个提交论文预印本（preprint）的平台，而且里面的论文都没有经过同行评审（peer review），所以文章质量参差不齐。比较有名的计算机检索数据库DBLP数据库可以检索arXiv里的文章，DBLP把arXiv归类为非正式发表（informal publication）。所以arXiv不应该算正式发表，在学术圈内也不被认为是正式发表。
量子通信详见前些年发射上天的墨子号，大概也就是独步全球的水平，量子计算也走在世界前列
量子通信工程是国家品牌，很多测评专家的专业知识也在那里。量子通信的国际学术界也很权威，能被这么多人认可，说明量子通信真的很厉害。
墨子号推出已经快三年了。有哪些新发现？量子通信与大众有什么联系？是伪科学吗？10日，在中国人民政治协商会议第十三届全国委员会第二次会议举行的新闻发布会上，中国人民政治协商会议全国委员会委员、中国科学技术大学常务副校长、中国科学院院士潘建伟说了很多话。
墨子量子科学实验卫星发射以来有哪些新发现？潘建伟说，“墨子”作为科学实验卫星，主要有两个目的，一是实用。为了实现卫星与地球之间非常远距离的量子保密通信，它还有一个基本的科研目标，需要验证爱因斯坦严格意义上的“量子力学的非局域性”。
潘建伟透露，墨子推出后，性能指标远超预期，原本计划两年内完成的科学实验任务在两三个月内完成，所以性能上有充足的时间做一些改进，现在有很大的进步。同时，“墨子”将卫星与地面之间的密钥编码量增加了40倍，现在一秒钟可以传输约40万个密钥，可以满足一些保密通信的初步要求。
潘建伟说墨子也做了一个有趣的实验。因为目前量子力学和广义相对论结合的不太好，针对提出的测试协调模型。墨子做过实验，证明一些理论方案是不正确的，这是一个很大的进步。
潘建伟表示，希望量子通信能尽快投入实际使用，希望未来能研制出一颗中高轨道的卫星，使其24小时全天候工作，以弥补墨子只能在夜间工作的遗憾，保证密钥能在更长的时间内生成。
近年来，对量子通信的质疑从未中断过，甚至有人认为量子通信是“伪科学”。对此，潘建伟回应说，公众对量子通信技术有所怀疑，主要是因为量子力学与他们的生活经历有很大不同，即使受过高等教育的人也不一定对量子通信的先进理论有很好的理解。因此，公众会怀疑量子通信的科学性，担心这项技术不成熟。
潘建伟进一步解释说，创新通常经历从产生到广泛应用的三个阶段。在第一阶段，当公众接触到一个新的领域时，最初的反应通常是不可靠的。比如最早的相机，大家都觉得灵魂被吸进了相机，不敢用。所以有人认为早期的量子通信是伪科学。等它成熟了，他们觉得这项技术还没有被广泛应用，产生了怀疑。“现在，我们确实有许多创新成果走在了世界前列，我们应该有信心。”
但潘建伟也表示，目前量子通信正处于从第二阶段向第三阶段转化的过程中，需要大量的科普工作。“当量子通信被广泛使用时，每个人都没有什么异常的感觉，创新过程就完成了。”
至于量子通信的作用，潘建伟表示，信息安全对国家和个人都很重要，从银行账户的密码保护到不开车的远程控制都有。量子通信原则上可以提供一种无条件的、安全的通信手段，这将大大提高未来的信息安全水平。
潘建伟表示，中国目前在量子信息领域具有一定的国际竞争力，即使在某些方向上，仍处于国际领先地位，但也不能过于乐观，部分优势受到欧美发达国家的强烈冲击。与传统的国际科技强国相比，中国以往的科研组织模式主要是短期科研项目，在满足国家战略的迫切需要以及科技资源的整合和支持力度上仍然不足。与发展相比
潘建伟表示，他所从事的量子信息科学已经进入深化和快速发展的阶段，尤其需要跨学科交叉融合和攻关。他希望国家在这一领域部署重大科技项目，建设国家实验室。
去年，在全国政协双周咨询论坛上，潘建伟发表了“加强国家实验室建设，建设高水平创新团队”的演讲。考虑到欧盟、美国、英国等发达国家在量子信息科学技术领域的国家战略已经启动，国际竞争激烈，潘建伟建议中国尽快实质性启动相关领域的国家实验室和科技创新项目建设，同时， 依托相关领域最具优势的创新单位开展国家实验室建设和运行管理，具体负责相关重大科研任务的总体部署和实施。
可能很多人还记得这些新闻，2016年8月16日，我国发射了世界上第一颗量子科学实验卫星。
国际上几乎所有最重要的媒体，如BBC、《纽约时报》，还有《自然》、《科学美国人》等杂志，都报道了这个事件，并把它评为改变世界的十个重大科学事件之一。《华尔街日报》也以《沉寂了一千年，中国誓回发明创新之巅》为题进行报道。
以量子卫星为代表的来自中国的一系列量子信息技术成果，也直接或者间接触发了欧洲和美国的重大投入。比如，欧洲正式启动了量子技术旗舰项目，美国也通过了“国家量子行动法案”。
最近几十年，物理学发展到新的阶段，即使有百亿亿个光子，在实验室里可以精准地控制一个一个的光子、一个一个的原子。这些技术正在催生“第二次量子革命”的一些新技术，包括安全通信、超快计算、精密测量等技术。
我国量子信息领域在高水平期刊上发表论文的情况，可以看到，从1998年开始，高水平论文数量已经增长了80多倍，这也是我们国家科技方面在改革开放40年里进步的缩影。
未来在地面用光纤的方法实现城市里多个节点的量子通讯网络，再利用卫星实现超远距离，例如几千公里的安全信息传输，组建一个能够保障国家信息安全的骨干网，同时催生下一代的信息技术。
总的来说，量子通信已经比较成熟了，而且我国是全面领先于欧洲和美国的。但量子计算刚刚从基础研究迈入技术积存和集中攻关的阶段，根据其实现难度，基本可以分为三个阶段。
1、量子霸权是一个学术定义，指能够造出一台在某个问题上超越经典计算机能力的量子计算机，我国有希望在未来的不长的时间内能够达到这个目标。
2、未来的5—10年，能够实现一些有实用价值的，比如可以应用于材料设计、组合优化、大数据等的模拟机。
3、量子精密测量的实现难度比量子计算容易，它的应用将也会非常广泛。利用量子比特非常敏感的特征测量一些重要的物理量，比如重力、磁场、电场、温度等，从而把它用于导航技术、生命医学检测等方面。
虽然目前态势较好，但我国也面临着一些非常严峻的挑战。2017年10月24日，美国召开听证会讨论如何保证美国在量子技术国际竞争中的领导地位。
会议提到：“德国最先开展原子弹研制，但美国率先造出原子弹；前苏联最先进入太空，但美国率先实现了登月。尽管目前中国在量子技术若干方向上暂时具有优势…”
“……只要美国有意愿，就一定能够再次领先……美国绝对无法承受在量子技术革命竞争中失败的代价。”
最后做一个总结，“曼哈顿计划”改变了20世纪的世界格局。“第一次量子革命”时，因为历史原因，中国并没有太多的参与，但现在“第二次量子革命”是一个非常好的机遇，是一个能够使我们从之前的跟随者、模仿者变为引领者的机会，希望中国的科学家希望在“第二次量子革命”里能够发挥非常好的作用。
他的比谷歌悬铃木快一百亿倍？怎么计算的？他的计算有一个案例吗？仅仅又是理论猜测？正如网友认为：一会儿量子卫星、一会儿一眨眼又量子计算机、一会儿量子之父！谁不知美国谷歌，⋯这些人利用了某些人喜爱高大上的厉害了的面子工程，形象工程，己经玩我高层于股掌之间，并已经达到极至。科学本身就是在质疑、在不断否定之中成长。忽悠们为什么怕别人质凝？还动不动什么敌对势力？说你是伟大，就是朋友，质疑你就是敌？什么混帐逻辑？我们等待他们的产品岀来吧，如果没有，就是一个大忽悠，如果有，也是谷歌在先。不要有一点试验，就又什么世界霸主了！超越美国了！一看就知道太不成熟了，狂热充满头脑。什么潘是量子之父呀！一派胡言，1900年普朗克发现量子，你怎么敢妄称“量子之父”？还有潘的信口开河，令人喷饭：什么所有日用量子产品都是！屁臭不臭？谁说量子科学，不用能用到民用？日用？无知！脚踏实地搞好自己的技术吧！本份一点，不要凭着弯道超车，搞了一点小动作，就狂妄无知，猖狂得比天高。一切让时间检验，是真是假拿出实证应用来说话，不要把理论猜测拿来忽悠高层与主媒，总有一天是要水落石出的，一句话，出来混总是要还的。
量子密钥分发可以实现量子通信
中国科学院日前召开新闻发布会，宣布量子科学实验卫星“墨子号”在国际上首次成功实现从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态，两项成果于8月10日同时在线发表在国际权威学术期刊《自然》杂志上。
至此，“墨子号”提前圆满实现全部三大既定科学目标，为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。
量子号科学实验任务（来源网络）
我们知道量子卫星有三大任务：通过量子卫星实现卫星和地面的量子密钥分发，从而实现广域的量子保密通信；对量子力学本身的基本原理进行检验的实验任务；连接中国和奥地利之间的量子通信网，以证明全球规模的量子通信网络设想是可行的。
我们知道量子通信作为迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式，在金融、军事和政务等领域的应用前景得到了世界各国的广泛关注，那么这种保密措施通过何种方式实现？本次达成的量子密钥分发成就与量子通信又有什么关系？
量子密钥分发是什么？
保密通信是密码学的重要内容，其基本原理是采用密钥 （0，1的随机数列）通过加密算法将甲方要发送的信息（明文）变换成密文，在公开信道上发送到合法用户乙方处，乙方采用密钥从密文中提取所要的明文。
量子密码（图片来源于网络）
如果甲乙双方采用相同的密钥（即）则称为对称密码或私密密码。如果相反，则称为非对称密码或公开密码，其中公开密钥只为乙方私人拥有。如果任何窃听者在不知晓密钥却可以从秘文提取出明文，则这种密码体系是不安全的。
密钥使用流程（来源网络）
那么有没有令所有专家都无法破解的密码？有！
早在上世纪四十年代，著名的信息论鼻祖香农采用信息论严格证明，如果密钥长度与明文长度一样长，而且用过后不再重复使用，则这种密文是绝对无法破译的，俗称为“一次一密”。
那么为何这种“一次一密”的密码未被推广使用呢？原来 “一次一密”要大量消耗“密钥”，需要甲乙双方不断地更新密码本，而“密码本”的传送（称为“密钥分发”）本质上是不安全的。采用不安全的密钥来实施“一次一密”加密仍然是不安全的。
那么是否有什么办法可以确保密钥分发是安全的？
有，这就是“量子密钥分发”（缩写为“QKD”）！
量子密钥分发的优势
“量子密钥分发”应用到量子力学的基本特性（如量子不可克隆性，量子不确定性等）来确保任何企图窃取传送中的密钥都会被合法用户所发现，这是QKD比传统密钥分发所具有的独特优势，后者原则上难于判断手头的密码本是否已被窃听者复制过。
QKD的另一个优点是无需保存“密码本”，只是在甲乙双方需要实施保密通信时，实时地进行量子密钥分发，然后使用这个被确认是安全的密钥实现“一次一密”的经典保密通信，这样可避开保存密码本的安全隐患。
量子密钥分发的过程
量子密钥分发的过程大致如下：单个光子通常作为偏振或相位自由度的量子比特，可以把欲传递的0，1随机数编码到这个量子叠加态上，比如，事先约定，光子的圆偏振代表1，线偏振代表0。光源发出一个光子，甲方随机地将每个光子分别制备成圆偏振态或线偏振态，然后发给合法用户乙方，乙方接收到光子，为确认它的偏振态（即0或1），便随机地采用圆偏光或线偏光的检偏器测量。
如果检偏器的类型恰好与被测的光子偏振态一致，则测出的随机数与甲所编码的随机数必然相同，否则，乙所测得的随机数就可能与甲方发射的不同。乙方把甲方发射来的光子逐一测量，记录下测量的结果。然后乙方经由公开信道告诉甲方他所采用的检偏器类型。
这时甲方便能知道乙方检测时哪些光子被正确地检测，哪些未被正确地检测，可能出错，于是他告诉乙方仅留下正确检测的结果作为密钥，这样双方就拥有完全一致的0，1随机数序列。
量子密钥分发图示（来源网络）
如果有窃听者在此过程中企图取这个密钥，他有两种策略：一是将甲发来的量子比特克隆后发给乙方。但量子不可克隆性确保窃听者无法克隆出正确的量子比特序列，因而也无法获得最终的密钥。
另一种是窃听者随机地选择检偏器，测量每个量子比特所编码的随机数，然后将测量后的量子比特冒充甲方的量子比特发送给乙方。按照量子力学的假定，测量必然会干扰量子态，因此这个“冒充”的量子比特与原始的量子比特可能不一样，这将导致甲乙双方最终形成的随机数序列出现误差，他们经由随机比对，只要发现误码率异常地高，便知有窃听者存在。
量子密钥分发和量子通信的关系
上述的保密通信，实质上是“一次一密”的经典通信，只是密钥是由QKD生成的，通常也称为量子保密通信。
量子密码是量子通信吗？答案是否定的！
所谓“通信”简单地说就是传递信息（即“明文”）。量子密码只是传送经典随机数而已，不包含有任何信息内容，因此，与“通信”无关。量子保密通信实际上包括由QKD生成的安全密码和“一次一密”经典通信两个部分，本质上仍然是经典通信。
真正的“量子通信”有其确切的内涵，即将信息编码在量子比特上，在量子通道上将量子比特从甲方传给乙方，直接实现信息的传递。那么这种真正的“量子通信”离我们究竟还有多远？
开启量子通信新时代
随着量子卫星的发射升空和下半年“京沪干线”的完工，中国的广域量子通信体系为率先建成全球化的量子通信卫星网络奠定了基础，“天地一体化”的量子通信网络即将铺就，历经30余年的量子信息研究也将步入深化应用的时代。也许就在不远的将来，量子通信技术将如同手机、电脑一般，走入寻常百姓家。
是真的，潘建伟在量子通信领域已达到多项成就，并不是伪科学，我们应当相信潘建伟的理论研究。
今年6月15日，中国科学家潘建伟团队在量子通讯技术研究上，再次获得世界级突破，相关研究结果也登上了最新一期的《Nature》，取得了举世瞩目的骄人成就。不过在国内，似乎关注的人并不太多，反而西方国家对这一突破 表现出了相当高的关注度。
在这次实验中，潘建伟团队从位于地面以上500公里、人类首颗量子通讯卫星“墨子号”，向位于新疆的两个地面站发射光子，全球首次实现千公里级基于纠缠的无中继量子密钥分发。这次试验的距离是此前类似试验距离的10倍，达到1120公里。外媒评论称，这次试验的成功，意味着中国在人类量子科技发展上取得里程碑式的突破。
量子通讯应用研究为何在近年来受到世界各国的高度重视？这源于一种有趣的物理现象。两个粒子不管相距多远，只要他们建立了相互纠缠的状态，这种状态就会始终保持下去。当对其中一个粒子进行测量造成扰动，另一个粒子的状态也会同步发生改变，这就使得远距离安全通讯成为可能。
当通讯的信息以量子纠缠状态发送出来以后，如有人试图破解或盗取信息内容，必然会扰动这一量子纠缠态， 瞬间会造成通讯的中断，信息归零。科学界认为，这种通讯技术在效率和安全性方面，要比目前的光纤通讯高出上亿倍！这样的技术一旦得以应用，我们国防通讯、商业通讯、民用通讯的安全性和便利性将实现数量级的飞跃！
那么，中国在这场通讯技术研发竞赛中处于什么位置？用美国加州量子技术公司总裁厄尔的话说，“北京远远领先于美国。”这句话并非空穴来风。中国科学家不但在全球首发了量子通讯卫星，还在天-地之间建立了量子通讯链路。
我们的相关研发已进入到量子通讯实际应用的验证阶段，毫不夸张地说，中国是绝对意义上的NO.1。
奇怪的是，我们国内有一部分人天天以学术打假的名义高喊抹黑潘建伟，认为量子通信是一场。但仔细一看就会发现，持这种观点的绝大多数人连薛定谔方程都不会写，甚至把量子力学的基本事实都予以否定。千方百计地想凭借抹黑潘建伟而上位，如此看来孰是孰非一眼便知。
其实早在2017年，潘建伟就被世界顶级期刊《Nature》评为年度科学人物，世界各国的量子通信团队都将潘建伟视为学科发展带头人。不知那些抹黑潘建伟的人 看到6月15日这一被国际同行高度认可的重大突破，还会说些什么？