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中國科學院院士潘建偉：十年實現有量子通訊保障的互聯網

2016年8月16日下午1時40分，我國發射了世界上首顆量子通信衛星“墨子號”。同時，我國京滬幹線量子保密通信骨幹網絡也正在建設。

你可能也關心我國量子通信和量子技術的發展，2016年11月17日，世界互聯網大會大數據論壇上，“墨子號”首席科學家、中國科學院院士、中國科技大學常務副校長潘建偉院士分享了相關進展。

據潘建偉介紹，我國量子密鑰相關技術已經有實際應用案例，而利用十年或者更長一點時間，將可實現有量子通訊保障的互聯網。

量子通信

傳統信息安全依賴於加密算法，不過隨著計算能力增加，傳統加密算法面臨挑戰，而具有不可分割性、不可測量性的量子通信相關技術，可能是未來用來解決信息安全的核心關鍵技術。目前在量子通信領域，我國在理論研究和技術應用等領域均開展了具有領先性的研究。

“今年8月份我們的量子衛星發射之後，已經開展了一些相關的實驗”，潘建偉17日首次披露說，“到目前為止，我們已經非常好地建立了一個天地之間的通路，每秒鐘能夠傳輸的種子密鑰是在2萬個左右。基本上已經能夠滿足一些信息安全傳輸的需要。”

“墨子號”發射之前，我國已經有建立量子光纖網絡建設計劃。潘建偉說，2012年，我國相關技術已能做到覆蓋6000平方公里，支持千節點、萬用戶需求，目前相關系統已投入永久使用。

潘建偉院士介紹地面站和“墨子號”密鑰分發實驗

目前，我國正在構建從北京到上海的量子通信骨幹網絡，“昨天正好是上海到合肥所有之間設備已經完全開通。我們在國際會議上給國外學者做了相關展示，這個是700公里光纖。到今年年底，(北京到上海骨幹網)會完全開通，開通之後可以用於一些銀行的轉賬。”潘建偉說。

量子通信的第一步是通過光纖構建城域網，目前該技術在我國已比較成熟。下一步，將通過量子中繼技術，實現城市間的互聯。

“我們希望通過十年左右的努力，用光纖來構建一個多橫多縱的骨幹網絡。在相關衛星的幫助下，我們能夠實現一個天地一體化的、廣域的量子通信網絡。”潘建偉說，“有了這個網絡，就能夠給每個有需要的用戶提供密鑰;有了密鑰之後，和相關的加密算法加在一起，也許在十年或者更長一點時間，就可以構建一個有量子通訊保障的互聯網。”

量子計算

未來萬物互聯，無時無刻不產生海量數據，“數據爆炸”之下，進行數據的收集和計算同樣是一個非常現實的問題。

而十多年後就可能面世的量子計算機，將可能解決計算力不足的問題。“利用世界排名第一的‘太湖之光’超級計算機求解有10的24次方個變量的線性方程組，大約要100年，但利用一個T赫茲的量子計算機，只需要0.01秒就可以完成。”潘建偉說。

未來的可控量子計算，將可能帶領人類進入一個真正的科技飛躍時代。高溫超導機制、量子霍爾效應…… 這些在目前計算力下無法研究的問題，將通過量子計算開展研究。

對量子狀態進行高精度支配，同時實現很好的存儲時間和相幹時間，是量子計算的兩個前提。

“按照目前的估計，大家應該在非常近的未來，也許是5年，也許是10年，能夠實現40個比特左右的量子糾纏。在這個基礎上，就可以來計算一些特殊的問題。”潘建偉說。他估計，操縱25個比特相幹量子的計算力相當於一顆英特爾4核CPU，當能夠操縱50個比特，其計算能力就可以高於“太湖之光”，後者的計算力相僅相當於操縱45個比特。

目前，全球在量子計算領域進展也非常顯著。谷歌、微軟、IBM等科技巨頭，提出到2018年底實現50個比特的相幹操縱。在特定實驗室環境下，國外有研究機構宣稱已做到了100個比特的相幹操縱。

“我覺得他們相對樂觀”，潘建偉說，“本來我們計劃在15年內能夠實現100個比特量子相幹操作。”但他也認為，國外的積極參與和更激進研究目標，客觀上也刺激中國科學家加速量子計算領域的研究，“這給我們提出很大的挑戰，因為達到100個之後，它的某些計算能力，可以說是全世界計算能力總和的100萬倍。”

不過，潘建偉認為，量子計算機問世仍然道路漫長。

“目前我們已經做過相關的演示，可以用所謂的量子算法有效地求解線性方程組;在光量子計算上，我們在2015年也進行了非常有趣的實驗。但是，所有的都是演示性質的。我們還沒有做到遠距離的、大尺度的量子計算。”潘建偉說。

有人也許或好奇，我們將來的計算機是用什麽做的，但回答這個問題或許也還太早。“我們目前很難想象量子計算機到底是固態的、液態的還是氣態的”，潘建偉說，“這就像計算機出現以前，有人問你，計算機究竟是用玻璃珠子做的，還是木頭做的。”

習近平在中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會開幕會上發表重要講話

中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會28日上午在人民大會堂隆重開幕。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平出席會議並發表重要講話。他強調，中國要強盛、要複興，就一定要大力發展科學技術，努力成為世界主要科學中心和創新高地。形勢逼人，挑戰逼人，使命逼人。我國廣大科技工作者要把握大勢、搶占先機，直面問題、迎難而上，瞄準世界科技前沿，引領科技發展方向，肩負起歷史賦予的重任，勇做新時代科技創新的排頭兵，努力建設世界科技強國。

中共中央政治局常委、國務院總理李克強，中共中央政治局常委、中央書記處書記王滬寧，中共中央政治局常委、國務院副總理韓正出席會議。

習近平在講話中首先表示，中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會是黨的十九大後我國科技界召開的一次盛會。習近平代表黨中央向大會的召開表示熱烈的祝賀，向全國廣大科技工作者致以誠摯的問候。

習近平強調，黨的十八大以來，我們總結我國科技事業發展實踐，觀察大勢，謀劃全局，深化改革，全面發力，堅持黨對科技事業的領導、堅持建設世界科技強國的奮鬥目標、堅持走中國特色自主創新道路、堅持以深化改革激發創新活力、堅持創新驅動實質是人才驅動、堅持融入全球科技創新網絡，我國科技事業密集發力、加速跨越，實現了歷史性、整體性、格局性重大變化，重大創新成果競相湧現，一些前沿方向開始進入並行、領跑階段，科技實力正處於從量的積累向質的飛躍、點的突破向系統能力提升的重要時期。

習近平指出，進入21世紀以來，全球科技創新進入空前密集活躍的時期，新一輪科技革命和產業變革正在重構全球創新版圖、重塑全球經濟結構。科學技術從來沒有像今天這樣深刻影響著國家前途命運，從來沒有像今天這樣深刻影響著人民生活福祉。

習近平強調，要充分認識創新是第一動力，提供高質量科技供給，著力支撐現代化經濟體系建設。要以提高發展質量和效益為中心，以支撐供給側結構性改革為主線，把提高供給體系質量作為主攻方向，推動經濟發展質量變革、效率變革、動力變革，顯著增強我國經濟質量優勢。要把握數字化、網絡化、智能化融合發展的契機，以信息化、智能化為杠桿培育新動能，優先培育和大力發展一批戰略性新興產業集群，推進互聯網、大數據、人工智能同實體經濟深度融合，推動制造業產業模式和企業形態根本性轉變，促進我國產業邁向全球價值鏈中高端。

習近平指出，要矢誌不移自主創新，堅定創新信心，著力增強自主創新能力。只有自信的國家和民族，才能在通往未來的道路上行穩致遠。樹高葉茂，系於根深。自力更生是中華民族自立於世界民族之林的奮鬥基點，自主創新是我們攀登世界科技高峰的必由之路。我國廣大科技工作者要有強烈的創新信心和決心，既不妄自菲薄，也不妄自尊大，勇於攻堅克難、追求卓越、贏得勝利，積極搶占科技競爭和未來發展制高點。要以關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新為突破口，敢於走前人沒走過的路，努力實現關鍵核心技術自主可控，把創新主動權、發展主動權牢牢掌握在自己手中。要強化戰略導向和目標引導，強化科技創新體系能力，加快構築支撐高端引領的先發優勢，加強對關系根本和全局的科學問題的研究部署，在關鍵領域、卡脖子的地方下大功夫，集合精銳力量，作出戰略性安排，盡早取得突破。要把滿足人民對美好生活的向往作為科技創新的落腳點，把惠民、利民、富民、改善民生作為科技創新的重要方向。

習近平強調，要全面深化科技體制改革，提升創新體系效能，著力激發創新活力。創新決勝未來，改革關乎國運。科技領域是最需要不斷改革的領域。科技體制改革要敢於啃硬骨頭，敢於涉險灘、闖難關，破除一切制約科技創新的思想障礙和制度藩籬。要堅持科技創新和制度創新“雙輪驅動”，以問題為導向，以需求為牽引，在實踐載體、制度安排、政策保障、環境營造上下功夫，在創新主體、創新基礎、創新資源、創新環境等方面持續用力，強化國家戰略科技力量，提升國家創新體系整體效能。要優化和強化技術創新體系頂層設計，明確企業、高校、科研院所創新主體在創新鏈不同環節的功能定位，激發各類主體創新激情和活力。要加快轉變政府科技管理職能，發揮好組織優勢。要著力改革和創新科研經費使用和管理方式，改革科技評價制度，正確評價科技創新成果的科學價值、技術價值、經濟價值、社會價值、文化價值，把人的創造性活動從不合理的經費管理、人才評價等體制中解放出來。

習近平指出，要深度參與全球科技治理，貢獻中國智慧，著力推動構建人類命運共同體。自主創新是開放環境下的創新，絕不能關起門來搞，而是要聚四海之氣、借八方之力。要深化國際科技交流合作，在更高起點上推進自主創新，主動布局和積極利用國際創新資源，努力構建合作共贏的夥伴關系，共同應對未來發展、糧食安全、能源安全、人類健康、氣候變化等人類共同挑戰，在實現自身發展的同時惠及其他更多國家和人民，推動全球範圍平衡發展。要堅持以全球視野謀劃和推動科技創新，積極主動融入全球科技創新網絡，提高國家科技計劃對外開放水平，積極參與和主導國際大科學計劃和工程，鼓勵我國科學家發起和組織國際科技合作計劃。

習近平強調，要牢固確立人才引領發展的戰略地位，全面聚集人才，著力夯實創新發展人才基礎。要創新人才評價機制，建立健全以創新能力、質量、貢獻為導向的科技人才評價體系，形成並實施有利於科技人才潛心研究和創新的評價制度。要完善科技獎勵制度，讓優秀科技創新人才得到合理回報，釋放各類人才創新活力。要通過改革，改變片面將論文、專利、資金數量作為人才評價標準的做法，不能讓繁文縟節把科學家的手腳捆死了，不能讓無窮的報表和審批把科學家的精力耽誤了。要營造良好創新環境，加快形成有利於人才成長的培養機制、有利於人盡其才的使用機制、有利於競相成長各展其能的激勵機制、有利於各類人才脫穎而出的競爭機制，培植好人才成長的沃土，讓人才根系更加發達，形成天下英才聚神州、萬類霜天競自由的創新局面。

習近平指出，中國科學院、中國工程院要繼續發揮國家戰略科技力量的作用，同全國科技力量一道，把握好世界科技發展大勢，圍繞建設世界科技強國，敏銳抓住科技革命方向，大力推動科技跨越發展，勇攀科技高峰。要繼續發揮院士群體的智力優勢，開展前瞻性、針對性、儲備性戰略研究，提高綜合研判和戰略謀劃能力，提出專業化、建設性、切實管用的意見和建議，為推進黨和國家科學決策、民主決策、依法決策，推進國家治理體系和治理能力現代化貢獻更多智慧和力量。

習近平強調，兩院院士是國家的財富、人民的驕傲、民族的光榮。黨和人民對廣大院士寄予了殷切的期望。希望廣大院士弘揚科學報國的光榮傳統，追求真理、勇攀高峰的科學精神，勇於創新、嚴謹求實的學術風氣，把個人理想自覺融入國家發展偉業，在科學前沿孜孜求索，在重大科技領域不斷取得突破。各級黨委和政府對院士們要政治上關懷、工作上支持、生活上關心。要做好退休院士工作，鼓勵他們繼續發揮作用。

習近平指出，中國共產黨領導是中國特色科技創新事業不斷前進的根本政治保證。要堅持和加強黨對科技事業的領導，堅持正確政治方向，動員全黨全國全社會萬眾一心為實現建設世界科技強國的目標而努力奮鬥。各級黨委和政府、各部門各單位要把思想和行動統一到黨中央對科技事業的部署上來，切實抓好落實工作。各級領導幹部要提高科學素養，不斷增強領導和推動科技創新的本領。要尊重科研規律，尊重科研管理規律，尊重科研人員意見，為科技工作者創造良好環境，服務好科技創新。

習近平強調，青年是祖國的前途、民族的希望、創新的未來。各級黨委和政府要放手使用優秀青年人才，為青年人才成才鋪路搭橋，讓他們成為有思想、有情懷、有責任、有擔當的社會主義建設者和接班人。當科學家是無數中國孩子的夢想，我們要讓科技工作成為富有吸引力的工作、成為孩子們尊崇向往的職業，給孩子們的夢想插上科技的翅膀，讓未來祖國的科技天地群英薈萃，讓未來科學的浩瀚星空群星閃耀。（講話全文另發）

部分中共中央政治局委員，全國人大常委會、國務院、全國政協、中央軍委有關領導同誌出席會議。

大會由中國科學院院長白春禮主持。中國工程院院長周濟致開幕詞。

1300多位兩院院士，“百名科學家、百名基層科技工作者”代表，中央和國家機關及軍隊有關方面負責同誌，在京有關科研機構的科技人員和高等院校師生代表等出席大會。（完）