人類歷史上有兩次產業革命，除了牛頓力學外，上世紀初隨著量子力學建立，馬上催生以信息技術為代表的第三次產業變革，X射線、能源科學、信息科學、生命科學、材料科學都是跟量子科學緊密相關的。某種意義上，我們可以說，正是因為量子科學才催生了現代信息技術發展，比如說原子彈研究過程當中，催生了現代意義上的電子計算機。在物理學家把數據傳往全世界各地的時候，發展了互聯網的概念。通過用原子中來檢驗相對論，最後發展出來目前GPS導航技術。
隨著技術發展，目前遇到兩個問題。剛才大家講大數據，數據的安全性或者互聯網安全性是非常重要的，其實為了實現信息的安全，幾千年之前我們就開始用，比如中國用的虎符，要對得上。但是所有傳統的經典的加密方法被後來阿拉伯數學家阿看尼發現，比如說英文裡面A出現的頻率是8%左右，不管把秩序怎麼加密，收到一封英文後，8%的頻率就是A，這樣就可以破解。後來人們設計了更復雜的加密算法，二戰的時候德軍官方使用的密碼系統，後來被圖靈給破解了。目前廣泛使用的公鑰體系，可能對區塊鏈非常重要的非堆成加密算法，1024位，幾年之前大家建議不要使用了。比如說利用中國學者王曉雲教授提供的一些理論，2007年2月，谷歌也破解了，廣泛應用於文件數字證書當中加密算法。所以，歷史經驗告訴我們，依賴於計算複雜度的經典加密算法，隨著我們計算能力的提高，它都是會被破解的。所以，將近一百多年之前人們就開始懷疑了，以我們人的智力到底能不能構造出一種加密數能夠讓人的智力也是破不掉的，所以當時是懷疑的。
第二方面，隨著大數據和人工智能的發展，我們對計算能力的需求是日益增加，而且是增加的需求是非常大，比如說大家說AlphaGO跟人類下一盆圍棋所要用的電需要十噸煤，但是人只需要一碗飯就可以了。我們的計算能力還是非常受限的，因為大數據要把裡面的有效信息提取出來是需要做大量的計算。
我們發展計算能力目前傳統的手段就是把計算機集成度提高，發展更好的軟件。但是，目前摩爾定律已經面臨著終結。儘管摩爾定律告訴我們，單位面積集成電路上可容納的半導體晶體管數目每18個月就會增加一倍，但是不到十年左右時間，這個規律會停止，會達到原子的尺寸，到原子的尺寸後，數據就不能很好的定義什麼是0，什麼是1。與此同時，我剛才也講到，經典超級計算及能耗巨大，所以我們有這樣計算能力和信息安全瓶頸。非常有意思的是，量子科技的發展自己催生了信息技術的發展，它經過自身近一百年的發展，已經為解決這樣一些問題做好了初步的準備。
具體來說，它與我們每天的生活中0和1唯一不同的，一個開關一隻貓可以處於0或者1的狀態，但是到微觀狀態，不僅可以處於0和1狀態，甚至可以處於0+1的疊加，這是量子比特和我們每天生活的經典比特彼特。當量子比特用到兩個比特會產生新的現象，就是量子糾纏。當時愛因斯坦把這種現象叫做遙遠地點之間的詭異的互動。在我們這個領域的科學家經過從1935年到上世紀90年代，經過將近六十多年的努力，終於慢慢的能夠對這麼一種小小的顆粒、小小的粒子做超中，讓它產生異常，就形成了目前大家所說量子信息科技。我在這裡做一個類比，比如我們知道門德爾遺傳定律告訴我們種瓜得瓜，種豆得豆，為什麼我長得比較矮孩子生出來就比較矮，我們不知道原因，到分子基因學就知道這是由基因決定的。量子科技也是這樣的，從前所有經典信息中應用都是對量子規律被動觀測所得到的規律加以應用，但目前能夠對一個一個顆粒進行可控的調控的話，那麼這個新的學科量子信息科學就誕生了。它主要兩方面內容，利用量子保密通信可以提供一種原理上無條件安全的通信方式，所以它可以讓我們網絡和信息傳輸更安全，利用量子計算我們可以得到一種超快的計算能力來進行更快速的計算。比如說利用單位量子，我們可以在原理上實現一種無條件分發，利用沒有竊聽的密鑰可以進行安全通信。除此之外，可以利用一種非常有意思的，可以做西遊記裡面所做的筋斗雲。當然我們要送人就遠遠達不到，也許幾百年甚至幾千年後能實現，但是能讓幾百個比特幾百個原子構成狀態在一個網絡裡面走來走去，它就可以構成一個量子計算機，信息傳遞就能讓我們構建一種量子計算機。量子計算機有比較好的功能，它可以用於大數據和人工智能，比如求解10的24次方變量構成方程組的話，用目前最快的超級計算機大概需要100年左右，但是利用萬億次量子計算機只需要0.01秒完成。某種意義上講，它可以算信息時代的核武器，所以它的發展是非常重要的。
在這一過程當中，我們國家很早就佈局了量子調控的重大科學研究計劃。所以在國際上，我們在量子通訊方面走得比較前面，2012年這個系統已經在北京投入了永久使用，包括十八大、十九大，我們的閱兵等等，都用基於量子通訊高安全的保障系統。但是這裡面有個問題，因為信號它是安全的，但是不能被放大，所以做到100公里的時候或者幾百公里時就很難了，如果要在一個商用的一千公里光纖中傳輸量子信息的話，其實你即使每秒有100億個發射信號，相當於10G的單光子源，但是1200公里的話，數百年只能送一個密鑰，這樣的技術要往遠距離發展是有它的侷限性的。為了解決這個問題，我們需要來開展所謂的基於自用空間的量子通信技術。在這個地方，水平的一公里大概是立體大氣的十公里左右，80%的信號可以穿破大氣層到達地面，有這樣技術之後，我們從2003年開始，經過十多年努力，2016年發射了世界上首顆量子科學實驗衛星，開展相關的工作。前年發射之後，去年已經獲得了比較好的結果，比如點對點的量子密鑰分發，去年我們完成的結果每秒鐘可以送1000個密鑰，但是到了最近，我們已經達到了十萬，最近的結果已經達到了50萬個密鑰，也就是說在下一代量子通信衛星裡面我們很快可以達到每秒鐘達到1兆點對點密鑰分發量，除此之外，作為一個基礎研究，我們也希望對愛因斯坦所說的詭異的互動做一些相關研究，結果我們發現，在青海的的德寧哈和雲南麗江相距一千兩百公里的距長上確實有糾纏。最近我們已經與奧地利同事合作，在2017年9月已經實現了北京、烏魯木齊、維也納之間視頻加密的量子通信，目前與德國同事、意大利、加拿大、俄羅斯、美國、新加坡同事合作，希望能全球範圍內開展探索構建這樣一種州際量子通信的可行性。
在美國，通過國家實驗室的建設，研製出第一顆原子彈，掌握了核威懾能力，其實後面的信息科技都從那個地方這樣誕生出來的，所以已經改變了20世紀的政治格局，對量子信息這一塊，目前大家都在一起做努力，美國也好，歐洲也好，包括我們中國也好，但在這個過程當中，同時也給了我們變成一個引領者的機遇，我大概就給大家介紹到這裡，謝謝大家。
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