给潘建伟的一封信

2022-06-04 17:30:30 来源 : 网络 作者 : 听雨楼

潘建伟的量子通信是真是假,到底该相信谁?

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。

讨论一下量子通信,潘建伟是骗子还是神人

量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。

  1. 量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。

  2. 量子通信主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等,近来这门学科已逐步从理论走向实验,并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理,并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。

  3. 量子通信主要有两种方式,一种是利用量子的不可克隆性质生成量子密码,他是二进制形式的,可以给经典的二进制信息加密,这种通信方式称为“量子密钥分发”。我们下一节会单独介绍。

  4. 第二种是利用量子纠缠用来传输量子信息的最基本单位——量子比特。两个处于纠缠态的粒子A和B,不论它们分开多远,我们把其中一个粒子(A)和携带想要传输的量子比特的粒子(C)一起测量一下,C的量子比特马上消失,但是B就马上携带上了C之前携带的量子比特,我们把这个过程叫做“量子隐形传态”。

  5. 根据量子力学“不确定性原理”,处于纠缠态的两个粒子,在被观测前,其状态是不确定的,如果对其中一粒子进行观测,在确定其状态的同时(比如为上旋),另一粒子的状态瞬间也会被确定(下旋)。

  1. 量子是什么?

    所谓量子,是构成物质的最基本单元,是能量,动量等物理量最小单位,不可分割。像电子、光子等构成物质的基本粒子,统称为量子。

    除了不可分割性,量子还具有不可克隆(复制)性。因为克隆一个东西首先要测量这个东西的状态,但是量子通常处于极其脆弱的“叠加态”,一旦被测量就会马上改变状态,不再是原来那个量子了。

    量子的不可克隆性是量子通信安全性的根本来源。因为窃听信息等于先复制了这个信息,量子的不可克隆性保证了量子信息本身(或者由它生成的量子密码)不会被复制,因此断绝了一切窃听的可能性。

  2. 量子纠缠

    量子纠缠是两个量子形成的叠加态。一对具有量子纠缠态的粒子,即使相隔极远,当其中一个状态改变时,另一个状态也会即刻发生相应改变。

    量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距相互作用”。量子纠缠会违反著名的“贝尔不等式”,因此检验贝尔不等式成为验证量子力学是否正确的主要标志之一。

  3. 什么叫做量子通信?

    量子通信主要有两种方式,一种是利用量子的不可克隆性质生成量子密码,他是二进制形式的,可以给经典的二进制信息加密,这种通信方式称为“量子密钥分发”。我们下一节会单独介绍。

    第二种是利用量子纠缠用来传输量子信息的最基本单位——量子比特。两个处于纠缠态的粒子A和B,不论它们分开多远,我们把其中一个粒子(A)和携带想要传输的量子比特的粒子(C)一起测量一下,C的量子比特马上消失,但是B就马上携带上了C之前携带的量子比特,我们把这个过程叫做“量子隐形传态”。

    根据量子力学“不确定性原理”,处于纠缠态的两个粒子,在被观测前,其状态是不确定的,如果对其中一粒子进行观测,在确定其状态的同时(比如为上旋),另一粒子的状态瞬间也会被确定(下旋)。

  4. 量子密钥分发

    “棱镜门”一出,从各国元首到普通民众深感危机,隐私安全与信息安全再次被广泛讨论。基于电子方式的通信,基于数学方法的密码,已经无法保证不被破解。

    量子密钥分发可为我们现在的通信建立牢不可破的量子密码,从根本上保障我们的通信安全。量子密钥分发以一个个单独的光子作为载体,通过收发双方通过随机测量这些光子,选取共同测量方式的那些测量结果,就会形成一组量子密钥。如果中间有人窃听,收发双方的测量错误会瞬间上升,马上就会察觉有窃听的存在。所以一组成功生成的量子密钥一定是排除了一切窃听的绝对安全的密钥,用它加密的信息也是不可破译的。

    全球首颗量子科学实验卫星

    由中国科学技术大学和中科院上海技物所共同研制的这颗卫星质量约640千克,将由火箭发射至高度为500千米的预定轨道。可与地面上相距千公里量级的两处光学站同时建立量子光链路。该卫星将实现世界首个卫星和地面之间的量子密钥分发,量子纠缠分发和量子隐形传态。

    通过这颗卫星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。

    文字 | 张文卓 中国科学技术大学上海研究院(中科院量子信息卓越创新中心),副研究员,转载请注明来自“科普中国”

量子通信实验成功了,为什么还有人会黑潘建伟

量子通信实验成功了,但为什么潘建伟的“量子通信”理论仍被质疑?各位,这个话题非常好。首先,它涉及到的是平时老百姓喜闻乐见,经常讨论的话题,属于社会热点话题,比较接地气,也比较能引起大伙儿的共鸣。其次,这个问题具有科普的性质。我们知道,作为文字工作者,其职责主要有三个方面:第一,阐述事实,澄清谬误,引领社会舆论,起到为大众发声,为正义呐喊的作用;第二,文字工作者应该宣扬正确的价值导向,弘扬正能量。

第三,也是最重要的一点,文字工作者应该认识到,自己具有传道、解惑的职责,为百姓做好科普工作,是我们的应尽职责。今天的话题,正是具有科普价值的,所以是个好问题。小编就来聊聊这个话题。量子通信实验已经成功,这是不争的事实。但为什么量子通信理论仍被质疑?原因主要有以下几点:首先,那些质疑的人呢是对量子通信和量子力学的实质并不是很了解,仅凭表面的东西去衡量下结论!特别是对“量子通信”四个字的理解!

我们都知道量子力学里的量子纠缠速度是瞬间造成的,远超光速,于是有人就会误认为“量子通信”就是以超光速传播信息,实际上并不是如此,量子通信的信息传播仍旧是光速,并不违背爱因斯坦相对论,量子通信讲的是量子密钥分发技术!其次,是有些人虽然了解量子通信,但不了解甚至本能地抗拒量子力学,所以有关量子通信的任何东西总是抹黑质疑!还有一种就是发自内心的一种自卑感不由自主地流露,说白了不管什么东西都认为国外的好,认为任何高科技都应该是国外先有,然后才能中国有!

有些人对于我国的量子通信技术就提出这样的疑问“量子通信这么厉害,为啥美国不去搞呢?”,好像什么科技都必须先经过美国,不然就是一种伪科技!最后说一点,理论基础科学但实际的应用还有很长的路要走,但这条路又必须走!牛顿的经典力学经过了几百年才有了航天飞机和卫星的上天,我们不能因为基础科学的漫长道路就选择放弃,不然我国的科技永远只停留在表面,跟着别人的似屁股后走!

最近关于潘建伟及量子通信的消息怎么变少了?

最近不少关心量子信息方面的朋友发现四年前炙手可热的潘建伟教授似乎突然消失了,也没有任何新闻报到;其实潘建伟教授并没有出现任何问题,依旧在潜心研究。估计很多人对潘建伟教授和他的量子信息项目了解的不多,下面我也一并给大家好好介绍一下。

  • 1. 潘建伟教授和他的量子信息卫星

虽说潘建伟教授是我国著名的物理学家,在国际上也非常有影响力,但是却一直声名不显。直到2016年8月16日,潘建伟教授研发的“墨子号量子科学实验卫星”成功发射并进入500轨道,他才算是逐渐被人们所熟知。

墨子号卫星发射成功后需要完成三大项任务,分别是卫星和地面之间的量子密钥分发;千公里级量子纠缠光子对分发检验贝尔不等式;卫星和地面之间量子隐形传态。尽管每个任务完成后都会引起部分轰动,但是潘教授动作太快了,在一年就完成了所有任务的验收。由于这个重头戏提前完成了,潘教授短时间内拿不出和墨子号同等级的科研成果来,自然热度也就降了下去。

  • 2. 潘教授近况怎么样?

其实墨子号科学卫星的设计寿命只有两年,但是由于使用得当,它现在依旧坚挺的在地球上方飞行,不断的帮助潘教授完成各种科学实验。

在今年潘建伟、彭承志、徐飞虎等人利用墨子号卫星,成功实现了量子安全事件传递的原理性实验验证,实现了时间数据的安全传输。这项研究为时间的安全传递又提供了新的解决方案,可以在我们常见的卫星导航系统以及对时间准确度有要求的各种各样的网络中发挥巨大的作用。这项成功已经发布在今年5月11日的《自然物理》上,也算是潘教授近期再一次露脸。

  • 3. 科学家一直都是低热度群体

很多人觉得潘教授这么优秀的科学家居然很少有相关的报道,更是想为他打抱不平,其实这才是科学家的日常状态。

别的不说,就算是誉满全球的袁隆平教授有多少曝光度呢?除非是袁隆平教授做出了相关成果或者是在某些重要的场合露脸,否则我们也很难看到相关报道。

科学家一般的科研项目都要花费几年的时间,在这期间一般都是深入简出,很难有信息流露出来。况且科学方面关心的人本来就少,即使有媒体报道也不会有多少流量,有这功夫还不如去发发流量新闻,这样才符合新闻媒体的利益。

虽说潘教授最近确实没有什么新闻报道,但正是有这种干实事的科学家在,中国的科学技术发展才能一直在世界保持着领先。希望人们给予科学教们足够的关注,毕竟他们才是中国真正的脊梁。

文:唯恋无名 图:来源网络,如有侵权请联系作者删除

“实现千公里级的量子纠缠分发”究竟有多“牛

把双光子干涉产生纠缠的方法层层累加,扩展到更多的光子,就可以形成更多光子的纠缠。潘建伟团队从2004年开始,一直保持着纠缠光子数的世界纪录。2004年在世界上第一个实现了5光子纠缠[3],2007年在世界上第一个实现了6光子纠缠[4],2012年在世界上第一个实现了8光子纠缠[2],并且保持该记录至今。 图2是实现8光子纠缠的光路简图。由于光子产生和光学干涉测量的概率都是随着光子数指数上升,所以每增加一个纠缠光子,光学干涉系统就要复杂一倍,纠缠的产生难度也会随着光子数指数上升。该团队通过一个个在国际上原创的多光子干涉测量技术,经过不懈努力克服各种实验困难,才能够多次打破自己保持的世界记录,并将

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