物理学家潘建伟：量子通信广泛应用取决于成本和需求两大因素

量子力学，一个听起来遥远且深奥的领域，正在与我们的现实生活发生关联。

9月18日下午，2017年国家网络安全宣传周网络安全技术高峰论坛在上海举行。刚刚获得“未来科学大奖”的物理学家、中科院院士潘建伟参会并发表演讲《互动、高效的未来互联网》。

潘建伟表示，几千年来，人类对信息安全的追求从未停止。回顾以往，各种基于计算复杂度的加密技术先后被破解，以至于一位作家曾怀疑，以我们人类的才智，也许无法构建人类自身不可破解的密码。

如今这个疑问正随着量子科研的发展逐步消解。潘建伟认为，未来的互联网世界，没有加密技术做支撑，肯定是不安全的。那么，有没有一种不可窃听、不可破译，“绝对安全”的通信方式呢？答案就是量子通信。

过去十多年，潘建伟和他领导的科研团队致力于量子信息科学领域的研究，并在国际上取得领先地位。

活动期间，他在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）采访时表示，如今量子通信技术已经发展比较成熟，但它的现实应用并不广泛。这主要取决于两个因素，一是成本，二是需求。

潘建伟认为，随着人工智能时代到来，人类对网络安全的需求大幅提升，再加上使用成本下降，其应用会更加广泛。

“如果是进入寻常百姓家，也许10年，也许20年，具体还要看智能社会的到来有多快。”潘建伟说。

谈量子通信应用：进入老百姓日常生活还需10-20年

什么是量子通信？它指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。由于其独特的加密方式使密钥具有不可复制性和绝对安全性，人类对这一领域的探索正快速推进。

2016年8月16日，由我国完全自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。

一年多来，在潘建伟科研团队的努力下，“墨子号”已提前完成预先设定的三大科研目标，即地星量子隐形传态、高速星地量子密钥分发和星地双向量子纠缠分发，实现我国量子通信技术在国际上的“领跑”地位。

接下来，“墨子号”还肩负着怎样的使命？

潘建伟告诉澎湃新闻，他们打算在“墨子号”的剩余寿命期里，看看这颗卫星能力有多强，除了可以对接自己的设备，是否也能把信号传输给国外的设备，这就需要在多个国家进行全球组网实验。

此外，受阳光噪声影响，“墨子号”原本只能在夜晚工作，科研团队也在尝试让它白天也能工作。目前看来，这个问题已经基本解决。

值得一提的是，“墨子号”只是开了个头，未来还会有“墨子二号”“墨子三号”等更多量子卫星进入太空。潘建伟透露，下一颗量子卫星尚在论证阶段。按照预期，他们希望几颗量子卫星构成小规模星群，促进科学研究的进一步推进。

互联网时代，具有“绝对安全”特点的量子通信技术，是否能够抵御所有风险？

潘建伟表示，信息安全的基础是加密技术，但加密技术并不能解决所有问题。假如有人自己把信息泄漏出去，或者办公室被别人装了窃听器，这不是量子通信能把控的。

量子通信能保障什么？答案是信息传输安全、身份认证安全和数字签名安全。

潘建伟解释，就像两个人打电话，基于安全考虑，首先要确认对方是本人而非冒充，这就需要通话之前有一个身份认证。

其次，打电话必须保证只有对方能接收，第三方无法窃听，这就是传输安全。

另外，假设第三方窃听不成，可能恼羞成怒篡改数据，导致通话内容发生变化。量子通信的优势在于可以将其纠正回来，保证数据无法篡改，这就是数字签名。

不过，量子通信技术虽然发展迅猛，实际应用并不广泛。对此，潘建伟认为，眼下技术已不是制约，关键在于成本和需求。

他坦言，目前量子通信应用成本较高。假设一个人只有几十万块钱的存款，让他每年花几万块钱保证这笔钱“安全”，肯定不乐意。

但如果每年只花几百块钱，就能保证上网、打电话、移动支付都是安全的，相信有不少人会考虑使用。

此外，从需求的迫切性来看，随着人工智能时代到来，无人驾驶、物联网成为常态，人类对网络安全的要求将大大提升，这种情况下，量子通信现实应用也会更加广泛。

据潘建伟推测，对军队、银行、政府机关等保密性较高的单位来说，量子通信广泛应用预计5-10年可实现。但如果是进入寻常百姓家，也许10年，也许20年，具体还要看智能社会的到来有多快。

谈高层次人才流动：应正常看待，无须过分解读

作为知名物理学家，潘建伟也对物理这门学科的普及十分关注。2016年3月，他曾登上央视公开课《开讲啦》，向年轻人讲述科学家的探索动机。

节目中，潘建伟提到，早年在欧洲留学时，遇到一位80多岁、满头白发的老太太。闲聊中，听说潘建伟是从事量子物理研究的，老人非常感兴趣，不断追问一些与专业相关的问题，这让他非常感动。

“如果大家对科学没有这种原始冲动，没有兴趣的话，我们就不可能变成一个真正的创新的国家。”节目中，潘建伟这样表示。

他告诉澎湃新闻，物理不仅是一种形式理论，和自然界、现实世界都有密切联系。物理是很重要的概念，这门学科不仅可以实实在在解决问题，它的思维方式也不仅限于科研，也是通识教育的一种手段。

“我记得很清楚，扎克伯格给他刚出生不久的女儿看过一本书，叫《宝宝的量子物理学》。”潘建伟认为，近年来，国内一直提倡给学生减负，但不能“把什么都减了”。

他指出，考试拿高分，这只是直接需求，不应为此忽略最根本的东西——如果连物理都不学，人类还怎么去认识世界、改造世界？

潘建伟的观点是，物理不应削弱，反而要适当加强，建议把物理列入高考必考科目，分数占比同时提高。

他表示，中学科目中，语文、英语、政治很重要，接下来就是数学和物理，这五门课是最需要好好学习。并且，不仅理科生，文科生也有学习物理的必要。

“文科生都考物理的情况下，分数不太好也没关系。”潘建伟表示，物理是一门基础学科，可以解释很多自然规律。就像古代打雷闪电，人类很害怕，以为是上天惩罚，如果掌握物理知识，就知道那只是自然现象。

此外，物理和哲学也有密切联系，很难想象，一个伟大的哲学家、思想家不懂量子力学、不懂相对论。

除了学科发展，潘建伟也谈到对高层次人才流动的看法。

今年上半年，清华大学教授颜宁“跳槽”普林斯顿大学并出任终身讲席教授的消息在国内引起轩然大波。

对此，潘建伟认为，颜宁还很年轻，能够去普林斯顿，并且有很好的职位，这是一件好事。我们应正常看待人才流动，无须过分解读。

事实上，潘建伟早年也曾在海外求学。如何看待高层次人才在回国问题上的选择？潘建伟坦言，回来当然好，不回来也没关系。

“我一直坚定相信，每个人对自己的祖国都有天然的感情。”在他看来，爱国是广义的，一个人让自己足够强大，当祖国有需要的时候，愿意回来就很好。如果在国内，既能把科研做好，又能为国家做点事情，这也是很好的选择。