量子通信是量子技術(shù)的三大方向之一。經(jīng)過20多年的努力，我國在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟隨到領(lǐng)先的重大轉(zhuǎn)變。

近日，全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星墨子號攜手京滬干線。我國科研團(tuán)隊(duì)成功建立了世界上第一個天地一體化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了綜合通信鏈路距離跨越4600公里。也為我國未來實(shí)現(xiàn)全球量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。該成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上?！蹲匀弧冯s志評論家評論說，這是地球上最大、最先進(jìn)的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，是量子通信領(lǐng)域的一項(xiàng)巨大工程成就。

近日，在騰訊新聞空間節(jié)目推出的《星空對話》欄目第四期中，北京跟蹤與通信技術(shù)研究所高級工程師、北斗地面測試驗(yàn)證系統(tǒng)副總設(shè)計師盧軍對話中科院院士、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目常務(wù)副總設(shè)計師、衛(wèi)星總指揮、中科院上海技術(shù)物理研究所研究員王建宇進(jìn)行了深入分析并解讀量子通信的技術(shù)突破和應(yīng)用。

王建宇表示，很多人對量子通信存在一定的誤解。事實(shí)上，量子通信是對現(xiàn)有通信技術(shù)的補(bǔ)充，并不能完全取代現(xiàn)有通信技術(shù)。其功能是在密鑰分發(fā)過程中為普通通信技術(shù)提供無法破譯的代碼。現(xiàn)在之所以叫量子通信，是因?yàn)檫@個名字最早是從國外直接翻譯過來的。 Quantum Communication翻譯為量子通信。事實(shí)上，更嚴(yán)格地說，量子通信是產(chǎn)生牢不可破的密碼。

量子通信作為通信技術(shù)和信息革命的先鋒，是一個非常重要的突破點(diǎn)。那么，這個突破點(diǎn)的核心在哪里呢？

對此，王建宇解釋說，上世紀(jì)初物理學(xué)有兩個非常著名的重大發(fā)現(xiàn)。一個是著名的愛因斯坦創(chuàng)立的相對論，另一個是量子力學(xué)。量子力學(xué)作為四大力學(xué)之一，起著非常重要的作用，而愛因斯坦本人就是量子力學(xué)的發(fā)明者之一。他之所以獲得第一屆諾貝爾獎，是因?yàn)樘岢隽斯怆娦?yīng)和光的粒子化，這是量子力學(xué)的一個核心概念。

量子力學(xué)雖然不像相對論那樣廣為人知，但卻是大學(xué)課程的必修課，它揭示了微觀世界粒子運(yùn)動的規(guī)律。可以說，沒有量子力學(xué)，就沒有現(xiàn)在的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，也就不會存在大家每天使用的手機(jī)。王建宇說道。

量子力學(xué)近年來再次流行的原因是，在量子力學(xué)理論中，有很多現(xiàn)象可以在理論上推導(dǎo)，但在實(shí)踐中卻無法解釋。近年來，由于物理和技術(shù)的發(fā)展，許多現(xiàn)象可以通過實(shí)驗(yàn)來解釋，甚至可以為我們所用。這相當(dāng)于量子力學(xué)的新一輪革命。

這就是我們現(xiàn)在所說的“量子信息學(xué)”，它包括以下三個部分：量子通信、量子計算和量子測量。王建宇說道。

對于量子通信領(lǐng)域的未來發(fā)展，王建宇認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一個非常復(fù)雜的事情。目前大家都非常看好量子賽道，投資市場也比較火爆。但量子要真正產(chǎn)業(yè)化，門檻比較高，會遇到很多困難。如果作為重點(diǎn)補(bǔ)充的話，真正做到的話，市場將是巨大的。在量子測量和導(dǎo)航應(yīng)用方面，還有一些量子成像、量子雷達(dá)等，首先會在國家安全方面有一些應(yīng)用，也會出現(xiàn)一些相應(yīng)的產(chǎn)品。投資量子領(lǐng)域是一件好事，但也必須了解其中的風(fēng)險。

未來，包括量子探測在內(nèi)的量子計算領(lǐng)域還會有哪些發(fā)展和探索？王建宇指出，首先在量子測量方面，量子探測采用的是量子陀螺儀。很多人已經(jīng)在做了，而且比傳統(tǒng)陀螺儀更好。高出幾個數(shù)量級。其次，量子定位可以通過量子方法減少干擾，提高精度。同時，量子方法還可以用來制作重力場傳感器，也可以提高精度。第三，遙感領(lǐng)域出現(xiàn)了一種新型量子成像。從理論上講，它可以對傳統(tǒng)遙感成像理論提出一些挑戰(zhàn)，但距離真正達(dá)到現(xiàn)在的成像效果、原理已經(jīng)突破還有很長的路要走。量子測量非常實(shí)用，是一個有潛力的發(fā)展領(lǐng)域。