量子科技产业化之路

2021年，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”牵手“京沪干线”，中国科研团队成功组建了世界上首个天地一体化的广域量子通信网络，实现了长达4600千米的综合通信链路距离跨越，被称为是量子通信“巨大的工程性成就”，为我国未来实现覆盖全球的量子保密通信网络奠定了坚实基础。

随着技术的不断进步，量子科技的应用范围也会逐步扩大，并慢慢融入普通人的日常生活。在腾讯新闻「空天计划」《星空对话》栏目第4期节目中，中国科学院院士、量子科学实验卫星工程常务副总设计师、卫星总指挥王建宇围绕量子科技的现状和产业化预判，展开了深入的剖析和解读。

量子信息学细分为3个方向

众所周知，20世纪初有两个非常著名的物理学重大发现，一个是爱因斯坦创建的家喻户晓的“相对论”，还有一个就是“量子力学”。王建宇形象地举了个例子，“可以这么说，如果没有量子力学，就没有现在的半导体工业，大家每天在用的手机，都不会存在”。

王建宇说，近些年量子力学又热起来的原因是，在量子力学理论中，存在很多理论上可以推导出来，但是现实上还不能解释的现象。近几年来，由于物理和科技的发展，很多现象可以通过实验去解释，甚至可以为我们所用，这相当于量子力学又迎来了新一轮的革命。这也是我们现在所说的“量子信息学”，它包含三部分：量子通信、量子计算、量子测量。

简单来说，借助量子是不可分割的以及量子是不可克隆的两个物理特点，科学家实现了量子通信;量子计算显然没有量子通信发展得成熟，“九章”计算机仍然只是一种理论上的探讨，其一旦成功将颠覆现有计算理念;量子测量用途则非常广泛，比如量子陀螺仪相比于光学陀螺仪，其不需频繁调整，并能极大程度地保证测量精准度。

量子通信不会替代现有通信技术

普通的卫星通信与地面通信相比，有独特的优势。地面通信会受到距离、障碍物等因素的影响，而卫星通信则可以在地面通信无法到达的地方通过卫星来实现信息远距离的中转和传输。那么，什么是“量子通信”？与传统意义上的通信相比，它的优势是什么呢？

“量子通信是现在通信的一种补充而不是替代。有传言说，量子通信要把原来光通信替代掉，这是不对的。”王建宇强调，它的作用是给普通的通信技术提供一种在密钥分发过程当中无法破译的密码。之所以现在叫“量子通信”，是因为最早的时候是从国外直接翻译过来，“Quantum Communication”被翻译成了“量子通信”。其实更严谨地说，现在的量子通信就是产生一种不可破译的密码。

那么，量子通信作为一种安全的通信方式，可以提供不能被破解、不能被窃听的安全信息方式，这对于传统意义上的保密方法又意味着什么呢？

“严格说，量子密钥有边界条件，在分发过程当中不可破译，更严格地说，在分发过程中一旦被窃听，我们便能知道，这点和传统的保密相比，已经非常了不起了，其他的（保密系统）都是在不知不觉中被人偷走，在这方面量子通信是有革命性的。”王建宇说，目前中国科学院、中国工程院和国家保密部门等都在考虑如何把量子通信等技术纳入到现在的保密体系中。

产业化探索处于初步发展阶段

量子通信作为排头兵走在通信技术、信息革命的最前列，它是一个非常重要的突破点。业界对其产业化抱有很大期望。

在王建宇看来，我国在密钥分发上可能会很快走向应用。“墨子号”仅仅是一个科学实验卫星，能做（實验）的时间非常短，需要采取以下办法：第一，要把卫星的轨道提高，轨道高才能看到更大的区越，从而提高它分发的效率;第二，目前只能晚上做实验，因为白天背景光太强，要把这个问题解决了;第三，组建一些专用的小卫星网，我国现在做很多空间互联网通信卫星，可以在上面搭载一个仪器，来进行密钥分发。

“我估计不远的将来就能够用到（量子通信），比如国家保密单位、大使馆等，但日常生活的应用，离老百姓还是有一定的距离。”王建宇说，“工信部等部门已经关注到这个问题，愿意推动量子密钥产业化。”

王建宇还提到，量子测量领域可能是最实用、也最能看得到的产业化落地方向。其中，包括比传统陀螺精度高几个数量级的量子陀螺，能降低干扰提高精度的量子定位，以及遥感领域的量子成像，等等。

同时，王建宇也希望投资者不要一哄而上。“大家目前很看好量子科技，这个赛道比较火爆，但产业化门槛比较高，肯定还会有很多困难。投资量子科技是好事，但是风险还是要看到，技术攻关还在突破中，甚至在国际上也存在一些争论，投资者应慎重对待。”