量子物理是世界上公認(rèn)的比較難的科學(xué)。大自然深?yuàn)W難測(cè)，其微觀規(guī)律遠(yuǎn)非人類(lèi)的直覺(jué)可以判定。微觀粒子所表現(xiàn)出的特定現(xiàn)象 ，宏觀世界是無(wú)法重現(xiàn)模擬的，因此常常會(huì)讓人覺(jué)得匪夷所思。在過(guò)去近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，科學(xué)無(wú)法實(shí)現(xiàn)量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的統(tǒng)一，但這并不意味著這門(mén)科學(xué)在停滯不前。

　　前不久，代表著中國(guó)自然科學(xué)領(lǐng)域最高獎(jiǎng)項(xiàng)的國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)在萬(wàn)眾期待中揭曉，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陳宇翱、陸朝陽(yáng)、彭承志、陳增兵為主要完成人的“多光子糾纏及干涉度量”團(tuán)隊(duì)獲此殊榮。此前，華羅庚、吳文俊、錢(qián)學(xué)森等均曾獲此殊榮。

　　此前一個(gè)月，英國(guó)物理學(xué)會(huì)新聞網(wǎng)站《物理世界》評(píng)選出的2015年度國(guó)際物理學(xué)十大突破公布，潘建偉和陸朝陽(yáng)因首次實(shí)現(xiàn)同時(shí)量子隱形傳輸一個(gè)基本粒子(光子)的兩個(gè)內(nèi)秉屬性的工作入選，并位列榜首，這也是中國(guó)本土完成的工作首次獲此榮譽(yù)。

　　揭秘量子通信

　　“通俗地說(shuō)，我們所研究的’多光子糾纏及干涉度量’就是根據(jù)量子物理原理提供的一種全新方式對(duì)信息進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)、傳輸和邏輯操作，并對(duì)光子、原子等微觀粒子進(jìn)行精確操縱，以確保通信安全和提升計(jì)算速度等方面可以突破經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸?！痹诮忉屍溲芯繒r(shí)，28歲就成為中科大正教授的陸朝陽(yáng)這樣說(shuō)。

　　通俗來(lái)講，量子計(jì)算是一種依照量子力學(xué)理論進(jìn)行的新型計(jì)算，優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算能力強(qiáng)且速度快，是破解密碼強(qiáng)有力的“矛”。而量子通信利用單個(gè)光子進(jìn)行信號(hào)的加載，根據(jù)量子力學(xué)理論，只要進(jìn)行探測(cè)，光子就會(huì)變化，接受方就會(huì)發(fā)覺(jué)，從而就知道被竊聽(tīng)了，因此量子通信解決了傳統(tǒng)通信加密算法易被破解和傳輸過(guò)程易于被監(jiān)聽(tīng)兩大難題。理論上講量子通信是無(wú)條件安全的，是信息安全強(qiáng)有力的“盾”。

　　輸入密碼接受信息，我們幾乎時(shí)時(shí)刻刻都在用。解鎖支付寶，打開(kāi)微信，登陸微博等等余不一一。密碼的存在能讓我們保證信息的安全。傳統(tǒng)意義上的開(kāi)工密鑰算法(RSA)認(rèn)為，密鑰越長(zhǎng)越安全，這是顯而易見(jiàn)的道理。但隨著計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代，破解密碼的時(shí)間也在縮短。谷歌花費(fèi)大力氣研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)，其運(yùn)行速度可比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快1億倍。舉個(gè)例子，對(duì)一位500位的數(shù)字進(jìn)行因式分解，普通計(jì)算機(jī)需要耗費(fèi)數(shù)億年，量子計(jì)算機(jī)可能只需要幾分鐘。

　　潘建偉說(shuō)：“量子不可分割、不可克隆，一次一密、完全隨機(jī)，所以能保證加密內(nèi)容不被破譯。它有利于保障信息安全，理論上能保護(hù)全人類(lèi)的隱私。當(dāng)然，我們才剛剛開(kāi)始，未來(lái)可能發(fā)多顆量子衛(wèi)星進(jìn)行組網(wǎng)?！?/p>

　　年輕的“海歸+本土派"團(tuán)隊(duì)

　　中國(guó)科大的這只“量子夢(mèng)之隊(duì)”，從2003年至今，戰(zhàn)績(jī)可觀。團(tuán)隊(duì)1次入選美國(guó)《科學(xué)》雜志評(píng)選的“年度十大科技進(jìn)展”，1次入選《自然》雜志評(píng)選的“年度十大科技亮點(diǎn)”，6次入選歐洲物理學(xué)會(huì)評(píng)選的“年度物理學(xué)重大進(jìn)展”，5次入選美國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)選的“年度物理學(xué)重大事件”。成員曾獲得國(guó)際量子通信獎(jiǎng)、求實(shí)杰出科學(xué)家獎(jiǎng)、何梁何利科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)等重要獎(jiǎng)項(xiàng)。其中潘建偉和陳宇翱，2005年和2013年先后榮獲歐洲物理學(xué)會(huì)“菲涅爾獎(jiǎng)”，這是授予量子電子學(xué)和量子光學(xué)領(lǐng)域青年科學(xué)家的最高榮譽(yù)。

　　在這支隊(duì)伍里，80后陸朝陽(yáng)十分顯眼。他在接受采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，“一場(chǎng)同鄉(xiāng)會(huì)上，潘老師把我引進(jìn)了量子世界。2003年秋，中科大迎來(lái)一批新生。浙江東陽(yáng)籍學(xué)生有個(gè)傳統(tǒng)，學(xué)兄學(xué)姐請(qǐng)學(xué)弟學(xué)妹聚聚。同是東陽(yáng)人的潘老師也應(yīng)邀參加。他當(dāng)時(shí)在量子物理和量子信息研究上已成績(jī)斐然，一下子成了焦點(diǎn)?！?陸朝陽(yáng)原本保送到微電子專(zhuān)業(yè)讀研，這次見(jiàn)面后，他改了志愿，2004年本科畢業(yè)之后，來(lái)到合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始了光子糾纏和量子計(jì)算方面的研究。

　　潘建偉管理下的量子物理和量子信息實(shí)驗(yàn)室在科研水準(zhǔn)上一直向國(guó)際一流研究機(jī)構(gòu)看齊，要求非常嚴(yán)格，而學(xué)術(shù)氛圍自由寬松。

　　攀登科學(xué)高峰需要更廣闊的視野。陸朝陽(yáng)完成碩士階段的研究后，潘建偉為了讓他獲得更好的發(fā)展，同時(shí)為了長(zhǎng)遠(yuǎn)的人才隊(duì)伍建設(shè)規(guī)劃，主動(dòng)推薦他到英國(guó)劍橋大學(xué)深造。2008年，陸朝陽(yáng)獲得英國(guó)海外研究獎(jiǎng)、劍橋海外基金等提供的全額獎(jiǎng)學(xué)金，進(jìn)入英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，轉(zhuǎn)向一個(gè)新的研究領(lǐng)域：基于半導(dǎo)體量子點(diǎn)的固態(tài)體系量子調(diào)控技術(shù)。2011年初，陸朝陽(yáng)順利獲得劍橋大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位，并當(dāng)選丘吉爾學(xué)院院士(fellow)。

　　與阿里云聯(lián)手

　　在2015年10月中旬的云棲大會(huì)上，兩天時(shí)間里，有兩個(gè)主論壇，約30個(gè)分論壇以及3場(chǎng)開(kāi)發(fā)者大賽在杭州舉行。阿里云及其合作伙伴在大會(huì)上發(fā)布了一系列新的云計(jì)算技術(shù)，向與會(huì)的200多家企業(yè)展示了量子計(jì)算、人工智能等前沿科技。

　　馬云在大會(huì)上談到，“我們正在從IT時(shí)代邁向DT(Data Technology，數(shù)據(jù)處理技術(shù))，DT時(shí)代最了不起的是利他思想，因?yàn)橹挥心阆嘈艅e人比你更強(qiáng)大?！?在DT時(shí)代，計(jì)算能力將會(huì)成為一種生產(chǎn)能力，而數(shù)據(jù)將會(huì)成為最大的生產(chǎn)資料，會(huì)成為像水、像電、像石油一樣的公共資源，“中國(guó)是一個(gè)計(jì)算機(jī)大國(guó)，但是中國(guó)不是一個(gè)計(jì)算的大國(guó)，未來(lái)中國(guó)一定會(huì)成為一個(gè)計(jì)算大國(guó)?！?/p>

　　“中國(guó)經(jīng)濟(jì)巨大的潛力在于內(nèi)需，我們需要的是用’云’去激發(fā)內(nèi)需。”馬云說(shuō)。

　　在云棲大會(huì)上，阿里云與中國(guó)科學(xué)院旗下的國(guó)盾量子聯(lián)合發(fā)布了量子加密通信產(chǎn)品，志著全球互聯(lián)網(wǎng)邁入量子時(shí)代。目前量子加密已在阿里云網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建立了多個(gè)量子安全傳輸域，通過(guò)量子傳送門(mén)實(shí)現(xiàn)同城數(shù)據(jù)中心互聯(lián)組網(wǎng)，能夠?yàn)榭蛻?hù)提供無(wú)條件安全數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，而這是全球首家云服務(wù)商提供量子安全傳輸產(chǎn)品落地服務(wù)。

　　量子加密通信遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只是一種全新的加密手段，將是新一代網(wǎng)絡(luò)信息安全解決方案的關(guān)鍵技術(shù)，能保證數(shù)據(jù)安全。量子加密傳輸通過(guò)量子密鑰無(wú)條件地保障信息安全，傳輸過(guò)程中的一切信息截獲、密碼破譯、黑客技術(shù)，都將變得無(wú)能為力，讓互聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)能更加安全。

　　另外，阿里云通過(guò)復(fù)雜的算法和軟件將加密技術(shù)鏈接到云中，從而實(shí)現(xiàn)更高的性?xún)r(jià)比。

　　“科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的過(guò)程漫長(zhǎng)艱辛，許多前沿技術(shù)都被困于這段‘死亡之谷’而無(wú)法走出實(shí)驗(yàn)室。和阿里這樣全球化的公司合作，能夠大大加速科研成果的應(yīng)用落地，更好的造福人類(lèi)，這次量子加密產(chǎn)品能夠這么快發(fā)布就是一個(gè)最好的證明。”潘建偉表示。（摘自英國(guó)《華聞周刊》）