问题1:量子密码的不可破译性,会不会随着量子计算机的成功发明而失效?它们之间是不是“矛”和“盾”的关系?
潘建伟(中国科学技术大学教授、中国科学院院士、“墨子号”量子卫星首席科学家):量子计算机与量子密码之间不是“矛”与“盾”的关系,即便量子计算机获得成功也无法破译量子密码。量子计算机理论上具有超快的并行计算和模拟能力,能解决经典计算机无法解决的大规模计算问题。从密码领域看,所有以计算复杂性为基础的密码都可以被量子计算机破译。但量子通信的不可破译性是基于量子的不可克隆原理,通俗地讲,只要试图窃取量子密钥,这个密钥就已经发生改变了,因此量子计算机无法破译量子密码。
问题2:有一种观点认为,如果量子通信一被干扰就无法传输,那么即便其不可破译也无法达到信息传输的目的。您对这个问题怎么看?
潘建伟:量子通信与传统通信方式的抗干扰能力是一样的。如果一条信道被切断了,传输当然无法实现。但如果我们将来能够建成量子通信网络,这个通路断了用那个,或者多通路同时传输,就不存在这个问题了。
问题3:要实现量子通信全球组网,需要多少颗卫星?
王建宇(中国科学院上海技术物理研究所研究员、“墨子号”量子卫星工程常务副总师):这个问题无法简单回答,要取决于用户需求和卫星轨道。如果是地球同步轨道卫星,理论上讲有三颗就能覆盖全球了。
问题4:量子隐形传态能够实现物体的异地传输吗?就像科幻小说中写的那样,可以把人瞬间从一个地点传输到另一个地点?
潘建伟:这是我们进行量子隐形传态科普时一个常用的比喻,很可能给大众带来了误解。这种情况是不会发生的。量子隐形传态是指利用量子纠缠的原理,将物质的未知量子态精确传送到遥远地点。也就是说,它传递的是一个量子态,是一种信息,而不是物质本身。从目前科学发展看,瞬间传输物质实体还做不到。
延伸阅读 |
中国空间科学期待持续发力
2016年12月22日,在云南丽江观测站,潘建伟(前排右二)、王建宇(前排左一)、彭承志(后排右一)等科研人员在做实验。新华社记者 金立旺摄
中国空间科学系列卫星的发展,映射出中国空间科学近年来的飞速发展。中国空间科学曾是中国航天领域的一块短板——很长一段时间内,中国都没有一颗专门的空间科学卫星。中国科学院院士顾逸东曾说,我国虽是航天大国,却是空间科学小国。包括他在内的多位科学家曾多次疾呼:“我们不重视空间科学的时间太长了,要改变重技术轻科学的状况。”
中国科学院国家空间科学中心主任吴季介绍,从2000年到2014年,美国发射了84颗空间科学卫星,占发射卫星总数的27.6%;欧空局发射34颗空间科学卫星,占发射卫星总数的11.1%。俄罗斯的同期数据是16颗,占比9.8%;日本是13颗,占比17.5%,印度是13颗,占比8.1%。而即便包括嫦娥系列卫星在内,中国同期发射的空间科学卫星还不到发射卫星总数的4%。
基础研究是科学之本、技术之源。如果不重视空间科学的发展,势必拖累中国空间领域的整体发展和建设世界科技强国的战略目标。
如今,这样的状况正在迅速得到改变。2017年5月,国家自然科学基金委员会与中国科学院共同部署空间科学卫星科学研究联合基金,面向全国,支持科研人员利用中国科学院空间科学先导专项支持的首批4颗空间科学卫星平台,开展前沿领域和综合交叉领域研究。而中国科学院也将利用空间科学先导专项,对“十三五”“十四五”期间的科学卫星进行安排和部署。据白春礼介绍,这些计划聚焦当前国际重大基础科学前沿,包括宇宙的起源、黑洞、引力波、系外行星探测、太阳系资源勘探、太阳爆发机理、地球空间爆及其粒子逃逸、水循环和全球变化的关系等,其中中科院与欧空局联合支持的太阳风-磁层相互作用全景成像卫星已经立项实施,爱因斯坦探针卫星、先进天基太阳天文台卫星已经启动立项综合论证。
在吴季看来,空间科学需要国家层面的持续性投入。他呼吁将空间科学列入国家重大科技专项系列,并在空间科学领域建立国家实验室。从国家层面通过抓空间科学,狠抓基础科学前沿的重大产出,这将使我国在空间科学领域早日赶上世界先进水平,并在基础科学研究领域实现更多的重大突破。
(本报记者
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