#點亮好奇心#

量子力學已經發展有100多年，但一些理論性的東西要想轉化成為我們日常生活中的應用，我們還有很長的路要走。例如量子通信技術就是在近20多年發展起來的應用，尤其是在最近幾年，中國的量子通信技術發展也比較迅速，但這樣又使美國的心态不平衡了，變得非常焦急。

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量子是物理量最小的單元，也就是指質量、能量，這種物理量最小的單元，卻是以粒子狀态出現。但如果将它理解成為一種物質就是錯誤的，因為目前公認最小的粒子是誇克，那麼按照這個概念，很有可能就會使人們誤以為量子指的就是誇克。

因為量子并不是物質，我們就不能從物質結構上來理解它，其實“量子”這個名詞最初是叫做“能量子”，是由普朗克提出來的，他在研究黑體輻射的時候，發現能量是不連續的，似乎有一個“最低的能量單位”，就像電荷也有最小的單位，也就是指電子，已經無法再繼續分割下去了，所以普朗克就起了一個名字叫做“能量子”。

後來有的人為了表示對普朗克的敬意，還特意的将它命名為“普朗克子”，但被普朗克委婉地拒絕了，因為普朗克認為這個名稱應該具有特定的意義。後來随着量子力學的發展，人們發現有很多物理量都是不連續的，而且達到某種程度之後，就很難再分割下去，也就是這些物理量存在着最小的單元，所以就用“量子”來描述。

随着人們對微觀世界的深入研究，發現量子世界裡面存在着一種獨特的現象，這種現象也被稱為“量子糾纏”。當某個量子存在着一種狀态的時候，就會有對應的另外一個量子存在着對應的狀态；而且當這個量子的狀态發生改變的時候，對應的另外一個量子的狀态也會發生改變。

量子之間存在着這種特性，并沒有距離的限制，也可以說是超距作用的，至于為什麼會出現這種現象，就目前人類的認識水平也無法解釋，但它卻是客觀存在的。既然量子糾纏是沒有距離的限制，那如果将它應用于通信，應該也就沒有距離的限制，這個效果當然是比較好，所以量子通信也是在這個原理上發展而來的。

人們發現量子通信的保密性能也非常好，這就不得不說一下量子密鑰分發。我們都知道計算機采用的是二進制，就可以儲存很多的信息，所以量子态隻要存在兩種狀态就行了，就可以通過許許多多的量子來共同表達，所以量子密鑰分發就是通過通信雙方共享一個密鑰，并且通過它來對信息的加密和解密。

現有的密碼體系都是通過增加密碼的複雜計算程度來保證安全的。我國“天河二号”超級計算機的計算性能也算比較好了吧，但如果用它來分解一個300位的數字，也需要用上15年的時間，但如果可以用量子疊加并行計算，一秒鐘就能算出來了。

這也意味着密碼可以通過量子來變得更加複雜，計算需要的時間也會變得更長，想要破譯就更難了，利用普通的超級計算機，破譯需要很長的時間，已經失去了實際應用的意義。其實，量子通信的保密性最根本的還是在于量子态。

因為量子狀态是不可克隆的，當第三方想通過量子态來獲取信息的時候，原有的量子态就會發生改變，這個信息馬上就會反饋給掌握量子通信的一方，也就意味着正在通信的一方會知道别人正在竊取信息，在這種情況下，通信的一方又怎麼可能還會以原來的密鑰來維持通信呢？所以它的安全性就非常高。

量子通信的原理就是這樣，而且它的好處也非常大，但真的想要将這種技術實現并不容易。因為它是通過控制光量子來實現的，想要制備單個光量子就已經非常困難，平時我們照明所用的燈泡，每一秒鐘都會發出數萬億億個光子，甚至有可能會比這個數目還要多，想要具備的光量子就是要從這些大量的光子中捕捉其中的一個。

制備光量子僅僅是量子通信的第1步，要想實現量子通信，還必須要擁有對光量子進行探測的能力，但單個光量子已經是這些光能量的最小單元，必須要發展非常精密和高效的光子探測技術才行，才能展開更為複雜的量子通信。

在我們日常生活中所見到的光沒必要按照任何固定的順序來傳遞的，但要想攜帶大量的信息，并且這些信息還要被另一方接收，這些光量子就必須要按照一定的排列順序才能實現，接收的一方也需要檢測出它的排列順序，這樣做出來的密鑰才具有意義。

盡管這些技術存在着非常巨大的困難，在1989年，世界上首個量子密鑰分發實驗就已經在IBM實驗室内實現，但它的線路隻有32厘米，雖然人類在量子通信上已經跨出了很大的一步，但對于應用來說還是很遙遠。

然而中國人不甘落後，在2016年，由潘建偉教授及他的團隊研發出來的“墨子号”量子衛星發射成功，這才是真正發展出了擁有實際應用意義的量子通信設備，由于“墨子号”也是世界首個量子通訊衛星，這也意味着我國在量子通訊領域裡面走在了世界的最前面。

随後在2017年9月，我國又開通了世界首條量子保密通信幹線，也就是“京滬幹線”，總長超過了2000公裡，覆蓋4省3市共32個節點，通信的兩個地面站與“墨子号”相連，總距離達到了4600公裡，并為超過150名的用戶提供了服務。

量子通信技術在我國已經得到了應用，尤其是一些重要的會議和活動需要保密，就需要量子通信技術提供信息安全保障。例如十九大等國家重要的會議與活動，不僅如此，量子通信還會在金融、國防、電子信息等領域會得到廣泛的應用。

無疑在量子通信領域，中國已經實現了彎道超車，以後也還會繼續往前發展。但美國就已經開始心酸了，在技術上恐怕已經很難超越中國，所以美國又用起了他們慣用的伎倆，通常也是造謠和污蔑，而潘建偉教授也成為了他們攻擊的首要目标。

美國情報公司在一份報告中宣稱：潘建偉教授送學生到西方頂尖學府去深造，并且通過“不成文協議”，要求他們學成之後回來報效祖國。看到這樣的“污蔑”，我想各位應該都感到非常高興才對。

其實每年中國的留學生都不知道有多少留在了美國工作，至于說不成文的協議，要求這些留學生一定要回來報效祖國，根本就不符合事實，否則應該隻有很少的留學生會留在美國工作了。而且腿都是長在這些留學生的身上的，他們學成之後留在哪裡工作，完全是他們自己的意願，根本就談不上什麼不成文的協議。

不過我國愛國的科學家都希望下一代出國的留學生可以回國效力，所以在留學生出國之前，這些科學家就會叮囑他們在學成之後要回來報效祖國，這是一種很正常的事情，也是人之常情，但美國人卻拿這些事情來說事，并不是心酸那麼簡單，已經是開始急了，所以就利用他們比較擅長的造謠和污蔑來攻擊中國有重大貢獻的科學家，但美國的這些做法又怎麼會得逞呢？

綜上所述，量子通信中有非常好的保密性，當第三方想要從中獲取信息的時候，我們馬上就能知道對方的這些動作，然後又可以制定新的密鑰進行保密，讓第三方前期所做的破譯工作都變成白費，在金融、政務、國防和電子信息等方面都擁有非常廣泛的應用。

然而想要掌握量子通信技術非常困難，并不是随随便便研究一下就能成功，但中國人卻不信這個邪，偏偏要在這個領域加大力度研發，而且還取得了比較大的成果，也得到了相應的應用，這些動作都使得中國的量子通信技術走在了世界的最前面。

所以作為世界頭号強國的美國就很不甘心在這方面落後于中國，但自己的研發進展又不理想，就開始急了，并且用上了他們慣用的伎倆，就是造謠和污蔑，其中潘建偉教授就成為了他們首要工具的目标，但他們的這些做法根本就沒有事實根據，隻會徒勞無功。你們是怎麼看的呢？

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