潘建偉：儘快實質性啟動量子國家實驗室建設，擴大技術覆蓋範圍
今年“兩會”上，就公眾熱議的量子通訊技術的最新進展，全國政協委員、中國科學技術大學常務副校長潘建偉院士給出了最新解答。潘建偉表示，正在推動量子資訊國家實驗室的建設，並努力擴大量子資訊科技的覆蓋範圍，希望通過降低成本儘早讓量子技術惠及大眾。
量子資訊發展依賴頂層設計
潘建偉指出，量子資訊科學的領域發展到今天已進入到深化和快速發展的階段，現在特別需要多學科的交叉融合和各項關鍵技術的攻關。“這就需要在國家層面進行頂層的設計和系統性佈局，也需要相關的研究機構、國家部委和企業的協作。”潘建偉表示。
他說道，在國家的高度重視和團隊的努力下，我國目前在量子資訊領域有一定的國際競爭力，甚至在部分領域還處於國際的領先地位，但是也不能太樂觀。他認為，我國一些相關領域的優勢受到歐美國家的強烈衝擊。“我們跟傳統的歐美科技強國相比有一個弱點，就是我們以往科研組織模式是以短期科研專案為主，對於滿足國家的戰略需求，在科技資源投入的力度和支援的強度有所不足。”潘建偉表示，“同時和美國等國家不同的是，它們的科技金融特別發達，我國企業對前沿科技的投入熱情與發達國家相比是有所差距的。”
由於量子資訊科技的巨大潛在價值，歐美各國都在積極整合各方面研究力量和資源，開展國家級的協同攻關。例如，歐盟在2016年宣佈投資10億歐元啟動量子技術旗艦專案；最近，美國國會也正式通過了“國家量子行動計劃”；此前，大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也紛紛強勢介入量子計算研究。去年IBM釋出了第一臺商用量子計算機IBM Q System One。
在這樣的背景下，潘建偉認為，中國要做好科技創新，需要黨和國家的高瞻遠矚以及整體性的佈局。“我國在量子資訊等領域，做出了部署重大科技專案、構建國家實驗室等戰略決策。現在我們需要做的是將國家的戰略部署落到實處，特別要明確相關的機制。”潘建偉說道。
在去年的全國政協的雙週協商座談會上，潘建偉做了“加強國家實驗室建設，打造高水平創新團隊”的發言，並對國家的科研建設提出了自己的思考。“我們當時建議，考慮到目前歐盟、美國這些發達國家和地區在量子資訊科學領域都已經起步了，目前的國際競爭非常激烈，我們需要儘快地、實質性地啟動國家實驗室的建設，以及相關領域的科技創新2030專案。”他說道，“同時，我們對國家實驗室的建設和管理要依託相關領域最具優勢的創新單元，開展國家實驗室的建設和執行管理，具體負責相關重大科研任務的統籌和部署，推進國家戰略的順利實施。”
去年，第一財經記者曾瞭解到，目前該專案已經獲得安徽省和上海市政府各10億元左右的配套啟動資金，而國家長期投入將達到千億元人民幣。
今年全國兩會期間，安徽代表團也向十三屆全國人大二次會議提交了關於支援安徽建立量子資訊科學國家實驗室的建議。建議稱，中科大擁有國際一流水準的量子資訊科學研究團隊，在量子資訊科學多個研究方向上處於國際領先地位，產生了一批世界前沿和原創性的重大科技成果。
據介紹，目前由潘建偉院士擔任院長的量子創新院已經揭牌，先行探索建立國家實驗室。在資金方面，首期安排24億元專項資金進行前期配套，10億元量子通訊與量子計算機重大專案引導性資金已撥付到位。此外，安徽省財政成立了首期規模100億元的量子科學發展基金。
推動實用化惠及大眾
2016年8月，潘建偉團隊研發的首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空以來，提前實現了兩大科學目標：首先是在實用性方面，實現了超遠距離的星地之間的量子保密通訊；同時在基礎科研方面，實現了在空間尺度開展嚴格意義上的愛因斯坦所指出的量子力學非定域性的驗證。
潘建偉說道：“‘墨子號’發射之後，效能指標比預想的要好很多，所以原計劃兩年內完成的任務，我們在兩三個月就完成了。這讓團隊在過去三年中，有很多時間對其效能做出改進。”
潘建偉表示，目前團隊在科學實驗中取得的最大進展是，把星地之間的金鑰成碼量在過去兩年中提高了40倍。“現在嘀嗒一秒鐘，大概能夠傳送40萬個量子金鑰，這樣已經能夠滿足一些初步的應用部門的安全通訊的需求。”中科院量子資訊與量子科技創新研究院、中國科學技術大學上海研究院張文卓副研究員對第一財經記者表示：“40萬個金鑰可以理解為每秒鐘能給40K的資料全部加密，單位時間能用的金鑰越多，商業的用途就更大。”
為了能把量子科學實驗衛星的成果儘快推向實用化，潘建偉表示，未來計劃能夠研製出中高軌衛星，24小時不間斷地工作。“目前的墨子號只能在晚上工作，因為白天太陽光太強，所以如果能夠研製出中高軌衛星，就能確保能在更長的時間產生金鑰，從而滿足業務上的資訊保安傳輸。”潘建偉解釋道。
潘建偉表示，量子力學的科學性和正確性已經經過百年的驗證建立起來了，毋庸置疑。“今天人們所使用的手機和電腦，本質上來講都是量子科學的成果。”潘建偉表示，“民眾之所以會對量子資訊科技產生疑問，主要原因是量子力學與我們每天的生活經驗有很大的不同，哪怕很多人受過高等教育，也只有極少數的人在大學期間真正學習過20世紀初建立的先進量子力學理論。”
他認為，更大的擔憂來自量子資訊科學推向實用的過程中，人們會擔心這項技術是否已經成熟。對此，潘建偉提出了自己的看法。他表示，創新性成果從產生到廣泛性的應用通常會經歷三個階段：“首先，公眾接觸全新領域的時候，會認為這個東西不靠譜，是偽科學；但隨著技術的發展，大家對科學性的疑慮消除了，又會覺得技術不成熟，沒有進入到廣泛應用階段。一直要等到像現在手機技術這樣成熟的時候，一項新技術才算是完成了週期。”
潘建偉稱，目前量子技術正在處於第二階段向第三階段轉化的過程中，也正是需要進行大量科普工作的階段。他表示，人們之所以會對中國量子資訊科技的真偽提出質疑，這是因為缺乏自信。“中國過去在做技術的時候，長期地跟蹤、模仿，導致了自信心不足，哪怕我們有領先的技術出現。”潘建偉說道，“但現在在國家的大力支援下，我國已經有很多創新性成果走在了世界的前沿。”
潘建偉指出，通訊安全不僅對國家有重大意義，對個人也很重要。“量子通訊對於公眾的意義在於，比如每天的銀行轉款，帳戶 資訊和密碼不能洩露，未來有無人駕駛的時候，遠端控制汽車系統，要儘可能防止被黑客攻擊，不然車輛行駛的安全無法得到保障。”潘建偉解釋道，“量子通訊從原理上提供無條件安全的手段，可以在未來被廣泛應用於各個領域，提升我們的生活各方面的安全。現在在國家的支援下， 我們也在努力擴大量子資訊科技的覆蓋範圍，通過降低成本爭取能夠儘早讓量子通訊技術惠及大眾。”
張文卓副研究員告訴第一財經記者，目前量子科研儀器的出貨量少，導致研究成本降不下來。“未來如果藉助工業領域的推動，用量子器件的企業多了，半導體企業都往這個領域投入，量能夠上來，成本自然會下降。”張文卓表示。據第一財經記者瞭解，目前量子領域主要的元器件單光子探測器，在歐洲的售價每個要賣到5000歐元以上，摺合人民幣4萬多元。
責編：寧佳彥
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