“墨子号”发射快三年了，到底有什么新发现？量子通信和公众有什么关联，到底是不是伪科学？10日，在全国政协十三届二次会议举行的记者会上，全国政协委员、中国科学技术大学常务副校长、中科院院士潘建伟有很多话要说。

“墨子号”已能满足初步安全通信需求

“墨子号”量子科学实验卫星发射升空以来，有什么新的发现？潘建伟说，“墨子号”作为一颗科学实验卫星，主要两个目的，一个是实用型的，为了实现超远距离星地之间的量子保密通信，同时也有个基础科学的研究目标，要对爱因斯坦所提出的“量子力学非定域性”开展严格意义下的验证。

潘建伟透露，“墨子号”发出以后，性能指标远超预期，原本计划两年内完成的科学试验任务，在两三个月之内就完成了，所以有很多的时间对性能做一些改进，目前有比较大的进展。同时，“墨子号”已经把星地之间密钥的成码量提高了40倍，现在嘀嗒一秒钟，大概能够传送40万个密钥，已经能够满足一些初步的安全通信需求。

中国已经应用量子通信了，为什么有的专家还说量子通信是伪科学？

共青团中央的公众号也转发过。

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我下面的科普是经过中国科技大学专家审核过的，对流传较广的所谓专家质疑进行了正面清晰的驳斥。

量子保密通信京沪干线已投入使用，墨子号量子通信卫星也实验成功，中国在量子通信研究方面已经走在了世界前列。

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在党的19大报告中，将墨子号量子通信卫星作为了重大科技成果，量子通信在社会上得到热议。但由于这项技术的门槛高，缺少通俗靠谱的科普介绍，社会上出现了很多怀疑的声音，甚至有人认为中国的量子通信就是个骗局。

量子通信到底是咋回事呢？首先，量子通信的基础是量子力学，而量子力学的叠加、测量、纠缠三个特性是反直觉的，令我们难以理解，其实当年的科学家们对此也有过激烈的争论。

随着研究的深入，量子力学的这三个特性被无数次实验所证实，在铁证面前科学家们放弃了歧见，开始共同探究其背后的科学原理。在普朗克、爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森堡、薛定谔、狄拉克等顶级科学家的共同努力下，完整的量子力学体系得以建立。

量子力学与信息学相结合产生了量子信息科学，量子信息科学又分为量子计算和量子通信两个学科方向。中国人在量子通信领域的研究和实践处于世界领先地位，领军人物是中国科技大学的潘建伟教授。

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潘建伟在《自然》上发表过《实验量子隐形传态》（“Experimental quantum teleportation”），入选了《自然》杂志的“百年物理学21篇经典论文”。

在《自然》上发表了《单个光子的多个自由度的量子隐形传态》（“Quantum teleportation of multiple degrees of freedom of a single photon”），被英国物理学会评为2015年十大物理学突破之首。

声名鹊起后，潘教授应邀参加了一些电视节目，对量子通信进行了一些科普宣传，使很多观众了解到了量子通信的神奇，但同时也埋下了被公众误解的种子。

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真正理解量子通信，除了要有量子力学的基础，还需要很高的数学修养，很显然公众是不具备这些能力的。为了让老百姓能听明白，潘教授使用了一些生活中的比喻，这种非科学语言当然不严谨，于是被一些人揪住不放，并据此认为量子通信是个骗局。

科学允许任何质疑和反对，这恰恰是它强大的原因之一，但质疑和反对需要遵循科学共同体制定的学术规则。

质疑者应该撰写论文，发表于跟《自然》相当的专业刊物上，被该领域内的专家进行同行评议，然后才有可能成为一个推翻潘教授原文章的科学议题，这才是正确的质疑和反对方法，而不是拿人家的比喻去说事。

还有人称墨子号就是一个传统的激光通信卫星，这也是一个误解。传统的激光通信卫星一次会发射上亿个光子，它依靠激光的强度、频率、相位等来携带信息。

而墨子号量子通信卫星一次只发射一个光子，是利用叠加和测量的特性来进行信息的传递，量子通信卫星与激光通信卫星的原理完全不同。

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前阵子有个报道称日本成功发射了量子通信卫星，速率1000万比特/秒，比中国的量子通信高很多。这个消息在国内媒体广泛流传，甚至权威媒体都有报道，中国科技大学的学者进行了调查，结果认定这是个假消息，这颗日本卫星就是个普通的光学通信卫星，跟量子通信无关。

墨子号量子通信卫星的通信速率很低，它并不是一个通信新方法，而是一项通信保密新技术，量子通信解决的不是通信问题，而是通信加密问题。

在我们的日常生活中，观察不会影响到状态，例如一个运动的物体，有人看到或没人看到，其运动轨迹并不会发生变化，而在量子力学有个“测不准”原理，观察就会影响状态。

军事通信对保密性要求很高，但即使用再极端的加密方法，也不能保证你得到的加密信息没有被敌人窃取过。也就是说，你得到了完整的保密信息，但这个信息很可能早已经被敌人复制了一份拿走了，并做好了诱捕你的陷阱，而你对此却一无所知。

在量子通信中，测量观察就意味着状态改变，这种泄密等于自毁的通信机制保证了所接收到的信息一定没有被其它人窃取过，因为被窃取过的信息你一定收不到，因此可以放心使用。这是军队常年追求而不可得的极优秀特性，现在通过量子通信得以实现，这是信息安全的一个巨大进步。

量子通信是超越光速的瞬间移动？这个说法来自于对量子力学中纠缠现象的误解。

什么是量子纠缠？可以理解为一根筷子的两端，一端动作则另一端也会同时动作，两端的动作没有时间延时。

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但是，量子纠缠并没有信息的传递，并不能仅仅依靠纠缠现象进行通信。潘建伟团队的量子通信利用的是叠加和测量这两个量子特性，跟纠缠无关，也正因为没有使用制备非常困难的光子纠缠，所以能更快得以实现。

瞬间移动的说法是怎么来的呢？这来自于报道量子通信的科技记者，这些记者并不懂量子通信原理，他们把自己的误解传播给了公众。国内科技记者的科学素养普遍不高，这一点非常令人遗憾。

包括量子通信在内的任何通信手段，都必须依赖载体，而且不可能超越光速，量子通信没有违背任何信息科学理论。

还有人质疑，既然量子通信只是一种加密方法，那就应该叫做量子加密方法，而不能叫量子通信。

这其实是对通信理论的无知。通信的分类有很多角度，从是否使用线缆可分为有线通信和无线通信，在有线通信中，又可细分为光纤通信、电缆通信等。

这种根据信号传输载体的分类方式被广大民众所熟知，以至于一些人把它当作了通信分类的唯一方式。

实际上其它分类还有很多，根据收发情况的不同可分为单工通信、半双工通信、双工通信。根据是否保密的区别，可分为保密通信和非保密通信。骑个摩托车去送信叫做运动通信。喇叭哨子叫做简易信号通信。把所有汉字都用阿拉伯数码代密，这是密语通信。

而利用量子效应的通信方式就叫做量子通信，量子通信的说法跟半双工通信、运动通信、密语通信等一样，都是根据通信的某种特性而进行的分类，这在通信行业内是毫无问题的说法。

量子通信的真正意义是什么呢？当前的信息加密方法已经非常成熟，安全性已经可以达到我们所要求的任意强度，但始终有一柄达摩克利斯之剑悬在我们头上，那就是安全依靠的是计算复杂性，永远不能排除被破解的可能。

量子通信将计算复杂性这个数理逻辑领域的问题，扩展到了物理领域，用客观物理现象实现了密码的不可破译性，用量子力学原理解除了这柄达摩克利斯之剑，这才是量子通信的意义所在。

潘建伟说，“墨子号”还做了一个比较有趣的实验。因为量子力学和广义相对论目前还没有很好地结合起来，针对有人提出的检验协调模型。“墨子号”做了实验，表明有些理论方案本身是不正确的，这是一个比较大的进展。

潘建伟说，希望能够尽早把量子通信推向实用化，未来能够研制一颗中高轨的卫星，让它能够24小时全天候工作，以弥补“墨子号”只能在晚上工作的遗憾，确保在更长时间里产生密钥。

对量子通信有疑虑是因为不了解

这些年来，针对量子通信的质疑几乎从未中断过，甚至有人认为量子通信就是“伪科学”。对此，潘建伟进行了回应，他说，公众对量子通信技术有疑问，主要是因为量子力学与他们的生活经验有很大不同，哪怕是受过高等教育的人，对于量子通信的先进理论都未必能很好地理解。所以公众才会对量子通信的科学性产生怀疑，担心这项技术不成熟。

潘建伟进一步解释说，创新成果从产生到广泛应用，通常会经过三个阶段。在第一阶段，公众接触到一个全新领域的东西，最开始的反应通常是：不靠谱。比如最早的照相机，大家觉得魂魄被吸到相机里面去了，都不太敢用。所以早期的量子通信，有人认为是伪科学，当它发展比较成熟之后，又觉得这个技术还没有广泛应用，有疑虑。“现在我们确实有很多创新性的成果已经走在世界前沿，我们应该有自信。”

不过，潘建伟也表示，目前，量子通信正处于第二阶段到第三阶段转换的过程当中，需要做大量的科普工作。“当量子通信被广泛应用后，大家觉得没什么稀奇了，创新过程也就完成了。”

至于量子通信的作用，潘建伟说，信息安全对国家、对个人都非常重要，小到银行账户的密码保护，大到无人驾驶的远程控制，量子通信在原理上可以提供一种无条件安全的通信手段，在未来将大幅度提升信息安全水平。

前沿科技需要国家顶层设计

潘建伟表示，我国目前在量子信息领域有一定的国际竞争力，甚至在部分方向上还处于国际领先地位，但也不能太乐观，有些优势受到欧美发达国家的强烈冲击。跟传统的国际科技强国相比，我国以往的科研组织模式以短期的科研项目为主，所以在满足国家战略紧迫需求，以及在科技资源的整合力度和支持强度上还是有所不足，企业对于前沿科技的投入热情，与发达国家相比有一定的差距。“中国要做好科技创新，需要党和国家高瞻远瞩，进行整体性布局。

潘建伟说，自己从事的量子信息科学，已经进入到一个深化和快速发展的阶段，特别需要多学科的交叉融合和各项关键技术的攻关，希望国家在这一领域部署重大科技项目，构建国家实验室。

去年，在全国政协的一次双周协商座谈会上，潘建伟曾经作了一个“加强国家实验室建设，打造高水平创新团队”的发言。考虑到目前欧盟、美国、英国这些发达国家在量子信息科技领域的国家战略都已经启动了，国际竞争非常激烈，潘建伟建议：我国应尽快实质性启动国家实验室建设以及相关领域的科技创新项目，同时，依托相关领域最具优势的创新单元，开展国家实验室的建设和运行管理，并具体负责相关重大科研任务的统筹部署和实施。

来源：科技日报