郭光燦是我國量子信息的理論與實驗領(lǐng)域的著名科學(xué)家之一，其“段-郭概率量子克隆機(jī)”被認(rèn)為是“該領(lǐng)域最激動人心的進(jìn)展之一”，“量子避錯編碼”被公認(rèn)為三種不同原理編碼之一。

　　今年10月，郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點實驗室在高維量子信息存儲方面取得重要進(jìn)展。據(jù)了解，該實驗室史保森教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在國際上首次實現(xiàn)了攜帶軌道角動量、具有空間結(jié)構(gòu)的單光子脈沖在冷原子系綜中的存儲與釋放，證明了建立高維量子存儲單元的可行性，邁出了基于高維量子中繼器實現(xiàn)遠(yuǎn)距離大信息量量子信息傳輸?shù)年P(guān)鍵一步。這項成果在線發(fā)表在著名的《自然·通訊》上。

　　此外，該實驗室李傳鋒教授研究組與英國、意大利兩國的合作者利用一個兩粒子體系的簡單模型，實驗上觀測到經(jīng)典噪聲環(huán)境中量子關(guān)聯(lián)的恢復(fù)現(xiàn)象。這項研究成果于去年11月29日在線發(fā)表于《自然·通訊》上。

　　業(yè)內(nèi)專家表示，這項研究成果使在經(jīng)典噪聲環(huán)境中對量子關(guān)聯(lián)資源的調(diào)控成為可能，進(jìn)一步實現(xiàn)簡化量子關(guān)聯(lián)恢復(fù)所需要的條件，并為研究量子關(guān)聯(lián)在經(jīng)典噪聲環(huán)境中的恢復(fù)開辟了一條新路徑。

　　不僅僅在實驗室等科研領(lǐng)域，量子通信在國內(nèi)不少科技企業(yè)也發(fā)展勢頭良好。由2010年3月成立的山東量子科學(xué)技術(shù)研究院有限公司建設(shè)完成的“濟(jì)南量子通信試驗網(wǎng)“，便是山東省首批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項目。

　　據(jù)了解，該試驗網(wǎng)在濟(jì)南市區(qū)擁有50個節(jié)點用戶單位，服務(wù)用戶90個，涵蓋省、市黨政機(jī)關(guān)、檢察院系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、高校及科研院所，為用戶提供安全保密的語音電話、傳真、文本通信和文件傳輸?shù)榷喾N業(yè)務(wù)服務(wù)。作為目前世界規(guī)模最大的量子通信城域網(wǎng)絡(luò)，在方案設(shè)計和開發(fā)中，該試驗網(wǎng)充分考慮并參考了經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、可管理性、可維護(hù)性、可靠性以及網(wǎng)絡(luò)安全等方面的要求。

　　山東量子科學(xué)技術(shù)研究院有限公司工程師姚東告訴記者：“濟(jì)南網(wǎng)作為量子通信網(wǎng)絡(luò)國家試驗床的系統(tǒng)性平臺，在方案設(shè)計和開發(fā)中，該網(wǎng)絡(luò)充分考慮并參考了經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、可管理性、可維護(hù)性、可靠性以及網(wǎng)絡(luò)安全等方面的要求，已成為日后再建量子通信網(wǎng)絡(luò)的樣本和標(biāo)桿?！?/p>

　　量子通信潛在應(yīng)用和未來前景

　　公元前405年，古希臘兩大城邦雅典和斯巴達(dá)之間的伯羅奔尼撒戰(zhàn)爭已近尾聲，雅典情報人員從波斯帝國帶回一條布滿雜亂無章的希臘字母的腰帶，當(dāng)這條“普通”的腰帶呈螺旋形狀纏繞在劍鞘上時，毫無規(guī)律可循的字母卻變成了一串串文字。

　　2400多年后的今天，隨著量子通信的發(fā)展與進(jìn)步，保密措施變得越來越復(fù)雜、越來越可靠。那么，量子通信的潛在應(yīng)用和未來前景怎樣？業(yè)內(nèi)人士表示，量子通信在未來的國際競爭將愈來愈激烈，人類將致力于將量子保密通信向更遠(yuǎn)距離和更大規(guī)模的廣域網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

　　“量子通信在軍事、國防、金融等信息安全領(lǐng)域有著重大的潛在應(yīng)用價值和發(fā)展前景?！崩顒φJ(rèn)為，量子通信不僅可用于軍事、國防等領(lǐng)域的國家級保密通信，還可用于涉及秘密數(shù)據(jù)、票據(jù)的政府、電信、證券、保險、銀行、工商、地稅、財政等領(lǐng)域和部門。

　　李劍告訴記者，在國防和軍事領(lǐng)域，量子通信能夠應(yīng)用于通信密鑰生成與分發(fā)系統(tǒng)，向未來戰(zhàn)場覆蓋區(qū)域內(nèi)任意兩個用戶分發(fā)量子密鑰，構(gòu)成作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)機(jī)動的安全軍事通信網(wǎng)絡(luò)；此外，它還能夠應(yīng)用于信息對抗，改進(jìn)軍用光網(wǎng)信息傳輸保密性，提高信息保護(hù)和信息對抗能力；并能夠應(yīng)用于深海安全通信，為遠(yuǎn)洋深海安全通信開辟了嶄新途徑；利用量子隱形傳態(tài)以及量子通信絕對安全性、超大信道容量、超高通信速率、遠(yuǎn)距離傳輸和信息高效率等特點，建立滿足軍事特殊需求的軍事信息網(wǎng)絡(luò)，為國防和軍事贏得先機(jī)。

　　而在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和部門，“量子通信未來可用于金融機(jī)構(gòu)的隱匿通信等工程以及對電網(wǎng)、煤氣管網(wǎng)和自來水管網(wǎng)等重要基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)視和通信保障，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展”，李劍說。

　　記者從山東量子科學(xué)技術(shù)研究院有限公司獲悉，目前，城域范圍量子通信技術(shù)已經(jīng)完全成熟，從未來看，量子保密通信必將向更遠(yuǎn)距離骨干線路和更大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，這也是國際上量子通信的應(yīng)用模式發(fā)展的趨勢。據(jù)介紹，國家計劃構(gòu)建連接北京、濟(jì)南、合肥、南京和上海等地的量子保密通信“京滬干線”，該項目總體目標(biāo)是和北京城域接入網(wǎng)以及上海城域接入網(wǎng)，并連接原有的山東“濟(jì)南量子通信試驗網(wǎng)”和安徽“合肥城域量子通信試驗示范網(wǎng)絡(luò)”，形成大尺度廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)。

　　在未來，將計劃構(gòu)建以此網(wǎng)絡(luò)作為技術(shù)驗證平臺和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，集成驗證量子通信和應(yīng)用技術(shù)，開展遠(yuǎn)程高清量子保密視頻會議系統(tǒng)和其他多媒體跨域互聯(lián)應(yīng)用研究，實現(xiàn)金融、政務(wù)領(lǐng)域的遠(yuǎn)程/同城金融數(shù)據(jù)災(zāi)備系統(tǒng)、金融機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等多項應(yīng)用示范。

　　不過，量子通信技術(shù)的未來發(fā)展前景并不會一帆風(fēng)順，也會遇到各種挑戰(zhàn)和困惑。據(jù)了解，量子信息技術(shù)包括兩方面：量子通信和量子計算機(jī)。而量子計算機(jī)目前仍然處在基礎(chǔ)研究階段，未能廣泛實際應(yīng)用。

　　盡管困難重重，但郭光燦仍信心滿滿。他向記者表示，量子保密通信已經(jīng)實現(xiàn)工程化、產(chǎn)業(yè)化，在不久的將來會誕生一個新興產(chǎn)業(yè)——量子信息產(chǎn)業(yè)。

　　“神”氣十足的量子通信聽起來讓人不可思議，而事實上，它已經(jīng)漸行漸近般地走進(jìn)我們的生活。不難想象，隨著量子通信技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)和廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，在不久的將來，作為保障未來信息社會通信安全的關(guān)鍵技術(shù)，量子通信將有望走向大規(guī)模應(yīng)用，為信息化社會的發(fā)展提供基礎(chǔ)的安全服務(wù)和可靠的安全保障。