潘建伟的量子通信最近怎么无声无息了？

1. 潘建伟的量子通信最近怎么无声无息了？

2. 量子通信实验成功了，为什么还有人会黑潘建伟

量子通信实验成功了，但为什么潘建伟的“量子通信”理论仍被质疑？各位， 这个话题非常好。首先，它涉及到的是平时老百姓喜闻乐见，经常讨论的话题，属于社会热点话题，比较接地气，也比较能引起大伙儿的共鸣。其次，这个问题具有科普的性质。我们知道，作为文字工作者，其职责主要有三个方面：第一，阐述事实，澄清谬误，引领社会舆论，起到为大众发声，为正义呐喊的作用；第二，文字工作者应该宣扬正确的价值导向，弘扬正能量。

第三，也是最重要的一点，文字工作者应该认识到，自己具有传道、解惑的职责，为百姓做好科普工作，是我们的应尽职责。今天的话题，正是具有科普价值的，所以是个好问题。小编就来聊聊这个话题。量子通信实验已经成功，这是不争的事实。但为什么量子通信理论仍被质疑？原因主要有以下几点：首先，那些质疑的人呢是对量子通信和量子力学的实质并不是很了解，仅凭表面的东西去衡量下结论！特别是对“量子通信”四个字的理解！



我们都知道量子力学里的量子纠缠速度是瞬间造成的，远超光速，于是有人就会误认为“量子通信”就是以超光速传播信息，实际上并不是如此，量子通信的信息传播仍旧是光速，并不违背爱因斯坦相对论，量子通信讲的是量子密钥分发技术！其次，是有些人虽然了解量子通信，但不了解甚至本能地抗拒量子力学，所以有关量子通信的任何东西总是抹黑质疑！还有一种就是发自内心的一种自卑感不由自主地流露，说白了不管什么东西都认为国外的好，认为任何高科技都应该是国外先有，然后才能中国有！

有些人对于我国的量子通信技术就提出这样的疑问“量子通信这么厉害，为啥美国不去搞呢？”，好像什么科技都必须先经过美国，不然就是一种伪科技！最后说一点，理论基础科学但实际的应用还有很长的路要走，但这条路又必须走！牛顿的经典力学经过了几百年才有了航天飞机和卫星的上天，我们不能因为基础科学的漫长道路就选择放弃，不然我国的科技永远只停留在表面，跟着别人的似屁股后走！

3. 潘建伟的量子通信是真是假，到底该相信谁？

量子通信工程是国家品牌，很多测评专家的专业知识也在那里。量子通信的国际学术界也很权威，能被这么多人认可，说明量子通信真的很厉害。
墨子号推出已经快三年了。有哪些新发现？量子通信与大众有什么联系？是伪科学吗？10日，在中国人民政治协商会议第十三届全国委员会第二次会议举行的新闻发布会上，中国人民政治协商会议全国委员会委员、中国科学技术大学常务副校长、中国科学院院士潘建伟说了很多话。
墨子量子科学实验卫星发射以来有哪些新发现？潘建伟说，“墨子”作为科学实验卫星，主要有两个目的，一是实用。为了实现卫星与地球之间非常远距离的量子保密通信，它还有一个基本的科研目标，需要验证爱因斯坦严格意义上的“量子力学的非局域性”。
潘建伟透露，墨子推出后，性能指标远超预期，原本计划两年内完成的科学实验任务在两三个月内完成，所以性能上有充足的时间做一些改进，现在有很大的进步。同时，“墨子”将卫星与地面之间的密钥编码量增加了40倍，现在一秒钟可以传输约40万个密钥，可以满足一些保密通信的初步要求。
潘建伟说墨子也做了一个有趣的实验。因为目前量子力学和广义相对论结合的不太好，针对提出的测试协调模型。墨子做过实验，证明一些理论方案是不正确的，这是一个很大的进步。
潘建伟表示，希望量子通信能尽快投入实际使用，希望未来能研制出一颗中高轨道的卫星，使其24小时全天候工作，以弥补墨子只能在夜间工作的遗憾，保证密钥能在更长的时间内生成。
近年来，对量子通信的质疑从未中断过，甚至有人认为量子通信是“伪科学”。对此，潘建伟回应说，公众对量子通信技术有所怀疑，主要是因为量子力学与他们的生活经历有很大不同，即使受过高等教育的人也不一定对量子通信的先进理论有很好的理解。因此，公众会怀疑量子通信的科学性，担心这项技术不成熟。
潘建伟进一步解释说，创新通常经历从产生到广泛应用的三个阶段。在第一阶段，当公众接触到一个新的领域时，最初的反应通常是不可靠的。比如最早的相机，大家都觉得灵魂被吸进了相机，不敢用。所以有人认为早期的量子通信是伪科学。等它成熟了，他们觉得这项技术还没有被广泛应用，产生了怀疑。“现在，我们确实有许多创新成果走在了世界前列，我们应该有信心。”
但潘建伟也表示，目前量子通信正处于从第二阶段向第三阶段转化的过程中，需要大量的科普工作。“当量子通信被广泛使用时，每个人都没有什么异常的感觉，创新过程就完成了。”
至于量子通信的作用，潘建伟表示，信息安全对国家和个人都很重要，从银行账户的密码保护到不开车的远程控制都有。量子通信原则上可以提供一种无条件的、安全的通信手段，这将大大提高未来的信息安全水平。
潘建伟表示，中国目前在量子信息领域具有一定的国际竞争力，即使在某些方向上，仍处于国际领先地位，但也不能过于乐观，部分优势受到欧美发达国家的强烈冲击。与传统的国际科技强国相比，中国以往的科研组织模式主要是短期科研项目，在满足国家战略的迫切需要以及科技资源的整合和支持力度上仍然不足。与发展相比
潘建伟表示，他所从事的量子信息科学已经进入深化和快速发展的阶段，尤其需要跨学科交叉融合和攻关。他希望国家在这一领域部署重大科技项目，建设国家实验室。
去年，在全国政协双周咨询论坛上，潘建伟发表了“加强国家实验室建设，建设高水平创新团队”的演讲。考虑到欧盟、美国、英国等发达国家在量子信息科学技术领域的国家战略已经启动，国际竞争激烈，潘建伟建议中国尽快实质性启动相关领域的国家实验室和科技创新项目建设，同时， 依托相关领域最具优势的创新单位开展国家实验室建设和运行管理，具体负责相关重大科研任务的总体部署和实施。

4. 潘建伟的量子通信，为什么会被质疑是伪科学？

量子力学的发展确实伴随着大量的矛盾与争议，特别是在量子通信开始发展后，有部分“消息灵通”人士已经洞察了量子通信的“伪科技”本质，并且还再三指责科普量子通信的文章为伪科学站台！这些诘问到底是科学的吗？

量子通信的原理是什么？
量子通信的原理还要问么，不就是量子纠缠么，传说中的量子通信就是将纠缠中的两个量子分开，即使相隔在宇宙的两端，当A粒子的状态发生改变时，B粒子也会随之发生改变，这个通讯速度超越光速，距离再遥远也是即时通信！

听起来完美的量子通信确实应该如此，但事实上我们并不能做到在观察处在量子叠加态的不触发坍缩，所以从理论上来看，这种完美的通信方式是不可能存在的，这是不是人类的技术不够，而是量子世界的客观坍缩理论所决定的！
客观坍缩理论
薛定谔方程的线性性质允许粒子自然地处于几个不同量子态的叠加态，当然它也允许宏观物体处在几个不同量子态的叠加态，但在大自然中从来都没有观察到过这种现象！因为宏观物体永远都会占据一个确定的位置，因此将微观物质的尺寸加大时，它的位置和动量将会被同时确定！

但在微观状态下，这个处于量子叠加的状态是允许存在的，但根据哥本哈根诠释的波函数坍缩假说，在观察动作之后，叠加态会坍缩为可观察量的几个本征态之中的一个本征态，而坍缩至任何一个本征态的概率遵循玻恩定则！

所以很抱歉，根据哥本哈根诠释，这种直接利用纠缠态的量子通信是不存在的。
EPR佯谬
量子通信的最早起源是来自爱因斯坦向波尔反驳量子论不完备的EPR佯谬，爱因斯坦在第六届索尔维会议上的光箱实验被波尔击败，此后他与波多尔斯基和罗森花了数年时间，整出了一个《量子力学对物理实在的描述可能是完备的吗？》的论文，发表在《物理评论》上。

这个思想实验很容易明白：一个不稳定的大粒子衰变为两个小粒子，假设这两种粒子有可能的量子自旋，粒子A为左旋，为了保持守恒，那么另一个小粒子B必定是右旋！然后将两个粒子分开很远，比如几万光年，但我们在观察之前，并不知道哪个是左旋，哪个是右旋！

但当我们观察粒子A时，那么它的波函数瞬间坍缩，随机选择了一种状态，比如说是右旋，那么B粒子必定会变成左旋，那么请问它们是如何保持一致的呢？既然没有超光速通信，因此认为在分开的一瞬间，粒子A和B的左右旋就被确定了！

阿斯派克特实验
但量子论并不是这样解释，而是认为无论相隔多远，在观测之前，它们仍然处在量子叠加态，所以根本不存在什么超光速通讯，叠加态的观测时坍缩，一个随机选择左旋，一个右旋以保持守恒！
这就是后来用他们名字首字母命名的ERP佯谬！
这个EPR佯谬提出后，由于设备局限，所以爱因斯坦尽管处在下风，但他并不认输，真正的试验要到1980年代的法国奥赛理论与应用光学研究所的阿斯派克特试验才被证明是哥本哈根诠释是比较正确的！因为此时爱因斯坦只输了5个标准方差！

后来关于EPR佯谬试验的设备越来越先进，到1998年奥地利因斯布鲁克（Innsbruck）大学的实验时，爱因斯坦输得就有点惨了：30个标准方差！
现在的量子通信到底是什么量子通信？
准确的说，现在的量子通信并不是量子纠缠通信，而是量子加密通信，要了解量子加密通信的话，必须要来了解下BB84协议！

这个协议是查尔斯·贝内特和吉勒·布拉萨在1984年发表的论文中提到的量子密码分发协议，后来以两个人的名字第一个字母+年份，作为了这个经典协议的名字，任意两组共轭状态都可以用此协议，它利用的是光子的偏振态来传输信息，详细描述有些不容易理解，请看下图：

BB84协议
在这个过程中，如果有人窃听，那么窃听者为了光子的偏振态，那么必须做测量，那么会导致秘钥的误码率增加，双方可以约定误码率超过多少时该组秘钥就被废弃！

这种量子通信的方式有一个缺点，必须用一个量子秘钥发送通道和传统数据传输通道，两者必须配合才能正常工作，因此当前研究的也是如何更高效以及更远距离和更少的误码率发送与接收秘钥，但数据仍将通过Internet网来完成！

当然通信除了速率外最终要的指标就是不可破译，传统的秘钥中总是存在各种缺陷，并不能做到100%保密，但量子秘钥不一样，可以发现秘钥被窥视，因此这种秘钥分发的安全性超出想象！
为什么有人再三指责量子通信？
除了网上那些有的没有的指责各种量子通信周边工程配套诈骗外，其他主要集中在如何制造出取得单光子的光源，2016年1月14日潘建伟、陆朝阳在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上发表了题为《On-Demand Single Photons with High Extraction Efficiency and Near-Unity Indistinguishability from a Resonantly Driven Quantum Dot in a Micropillar》的论文，物理评论快报上的截图如下：

当然种花家也看不懂这种论文，不过随后美国物理学会的《物理》(Physics）网站以“全能的单光子源”为题刊发了介绍文章，《自然》（Nature）期刊也以“可实用化的单光子源”在其研究亮点栏目作了深入报道，英国物理学会的《物理世界》（Physics World）和美国光学学会的《光学与光子学新闻》（Optics & Photonics News）也做了长篇报道。

潘建伟（右）、陆朝阳
有一点是我们是可以了解的，到今年为止已经接近5年，这种突破性的进展同行评议时效性很强，很快就会有各大科学团体跟进，当然《物理评论快报》的审核也不是吃素的，这种经过将近5年时间考验的论文，也不是一个推销交通方面作品的老兄可以随便推翻的。

其实还有很多站不住脚的观点，但人家很有耐心，堆砌各种文字，看上去很有说服力，不过种花家实在不想一一辩驳，最后送句古诗词给这位老兄“两岸猿声啼不住、轻舟已过万重山”，当大家在这里呱噪时，人家早已发表多篇SCI论文了，假如真有料，不妨也发表几篇？

5. 量子通信实验已经成功了，为什么还会有人会质疑甚至抹黑潘建伟院士？

但他作假的方法是打磨国外已有的芯片外观，并打印上汉芯的标识。专家组进行验收时只对这块芯片的性能进行了验收，也就是说，这块芯片的技术参数是达到要求的。没想到有如此厚颜无耻之徒，居然用这种方法作假。这只能说验收程序还不完善。


量子加密通讯不可能采用这种方式进行作假，因为国外根本就没有这种技术。所以，只要技术指标达到了要求，量子加密通讯就是成功的。
网友二：
量子通信实验已经成功了，之所以有人会质疑甚至抹黑潘建伟院士，是因为对量子通信的误解！
量子物理作为20世纪世界物理学的三大发现之一（其他两个发现是爱因斯坦相对论、杨振宁规范场论）！其难度非常大，对学习者的高等数学功底和大学物理功底要求极高！因此，在对其进行宣传过程中，潘建伟院士也打很多比方，甚至采用很多生活中的例子来形象化的描述量子通信的概念！这就可能会带来误会！很多人就会拿宏观物体遵循的规律来理解量子通信，最终导致误解发生！



网友三：
潘建伟当然不是骗子。当然他在某些公开场合也有一些不严谨或者错误的表达，不过这不能说他的研究工作就是骗局。
潘建伟的研究成果，是经常上《自然》《科学》这样的顶级期刊的。这证明，至少他在上期刊之前，已经经过了小规模同行评议。上了期刊之后，迄今为止也没有同行对他的研究提出过异议，而那些异议主要来源于外行。


如果说，潘建伟的国内同事碍于面子，或者慑于潘建伟的地位，不敢对潘建伟的工作提出异议，而那些国外的同行，并没有理由去与潘建伟同流合污。他们如果觉得有问题，一定会提出异议。可是，迄今为止，我们还没有看见这方面的记录，只能在网络上看见物理学专业以外的人士对潘建伟的工作予以否认。潘建伟之所以被某些人否认，主要是因为量子力学比较难懂，很多人不能理解，所以不能接受。

网友四：
正所谓“林子大了，什么鸟都有”，不管什么事情，总会有人喜欢，也总会有人不喜欢。量子通信实验已经获得初步成功，潘建伟院士已经在顶级学术期刊《自然》（Nature）和《科学》（Science）上发表了多篇学术论文，他的成就已经获得世界范围的认可，并且让我国在量子通信领域处于世界领先的地位。即便如此，潘建伟院士还是招来了一些无知者的恶意抹黑。

6. 潘建伟在量子通信领域取得的巨大成就对人类有怎样的影响？

潘建伟院士在量子通讯领域取得了一个有一个举世瞩目的成就，被一些网友冠之为“量子力学之父”，那么他有可能在近期获得诺贝尔奖吗？这是不少网友关心的问题，现在我们就来讨论一下这个可能性。

潘建伟院士如果一直从事的是目前这类研究课题，他永远也得不到诺贝尔奖。因为这类研究不是诺贝尔奖的鼓励对象。
在物理学领域，诺贝尔奖的主要表彰对象是在基础发现和理论方面的科学家。

而潘建伟院士所从事的是应用技术科学，就是在别人发现和研究的基础理论上，进一步延伸这些理论的实用价值。比如其现在研究的量子通讯加密技术、量子纠缠、量子分发、量子隐形传输等方面的应用，都是在已有量子力学理论基础上进行的。
基础理论与应用技术都属于科学的范畴，但又是两个不同阶段的部分，一个是上游，一个是中下游。就像一条大河，没有上游的水源，就没有中下游的流域；而没有中下游的流域，上游的水源就无法到达更宽广的地域造福人类。

理论上，基础科学和应用科学都非常重要，都是不可或缺的，但如果一定要分出个高低来说，基础科学就更显珍贵。
因为这是一个开创性的工作，是一个从无到有的发现，是启迪人类新的思路创造之源。没有这个开端引路，就没有后来的开发和发展。
刘慈欣《三体》科幻小说描述的就是人类基础科学发展被三体人锁死，使得很多科学家丧失了希望而自杀。这虽是科幻，但也从一个侧边反映了基础发现的无比重要性

7. 潘建伟在量子通讯领域取得举世瞩目成就，为什么却与诺贝尔奖无缘？

首先,是谁说的潘建伟院士10天就发一次重大突破？这种说法纯属是无稽之谈,造谣之说。无非就是潘院士近几日在杂志上发表了一篇与器件无关的量子随机数文章,就又被一些好事者拿来攻击了。

其实,我也很不明白,国外做量子通信研究的人也不少,为什么国内的某些人就总指着潘院士攻击呢？真是奇怪。再说,潘院士文章都发了,还是发的这种顶级期刊,为啥还总有一些所谓的“民科”质疑呢？真是不知道这些人知道不知道发论文代表着什么。说句实话,潘院士每在这种世界顶级的期刊上发表一篇文章,就代表着我国量子通信领域研究的一次重大突破和发展。当这种突破和发展积累到一定程度的时候,必定会有了不起的实用技术革新出现。



也多亏了潘院士,我们才能在量子通信领域走在世界前列。一直以来,我们的研究和技术都是跟着别人屁股后面做,这对我们造成了极大的被动。而这次量子通信的研究,我们势必要走在前头,让别人跟在我们后面,好取得更多的话语权。


至于潘院士为什么没进入今年的诺贝尔提名,那是应为诺贝尔奖在物理学领域更注重重大理论发现、对重大理论的验证和新发现等方面。量子通信的概念早就提出来了,潘院士则是在想尽办法一步一步实现量子通信,属于应用,当然很难得到诺贝尔的青睐。再说了,就算不得诺贝尔奖也不能说研究没有意义。钱学森等老一辈科学家,不是照样没得吗。

8. 潘建伟：下一个量子突破将在五年后发生

  光子盒研究院出品 
    最近，   中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、朱晓波等和西班牙塞维利亚大学Adán Cabello教授合作，   首次实验排除实数形式的标准量子力学。研究人员利用超高精度超导量子线路实现确定性纠缠交换，以超过43个标准差的实验精度证明了实数无法完整描述标准量子力学，确立了复数的客观实在性。 
        2月3日，西班牙《国家报》[1]报道了对潘建伟院士和Adán Cabello教授的采访。  
    报道首先回顾了这项中国和西班牙团队合作的研究。去年，一组研究人员在《自然》杂志上[2]提出了一个想法，即基于实数的量子理论的替代方案可以通过实验被证伪。这是量子领域的顶尖科学家潘建伟提出的一项挑战，塞维利亚大学的物理学家Adán Cabello参与了这项挑战。他们的联合研究证明了“复数(例如-1的平方根)在标准量子力学中不可或缺的作用。”这些结果使得使用这种技术的计算机的开发取得了进展，根据Cabello的说法，“在以前无法进入的领域测试量子物理。” 
    现年51岁的潘建伟1987年毕业于中国科学技术大学，维也纳大学博士研究生，他领导着世界上规模最大、最成功的量子研究团队之一，被诺贝尔物理学奖得主Frank Wilczek称为“自然的力量(a force of nature)”。潘建伟在维也纳大学的论文导师、物理学家Anton Zeilinger补充道：“没有潘建伟，我无法想象量子技术的出现。” 
    潘建伟在这项研究中的领导地位至关重要。他解释说：“这个实验可以被视为两个玩家之间的 游戏 ：实数量子力学和复数量子力学。这个 游戏 是在一个带有四个超导电路的量子计算机平台上进行的。通过发送随机测量基数并测量结果，就可以获得 游戏 分数，该分数是测量基数和测量结果的数学组合。 游戏 规则是，如果 游戏 分数超过7.66分，则排除实数量子力学，我们的工作就是这样。” 
    这个实验由中国科学技术大学和塞维利亚大学合作进行，并被科学杂志《物理评论快报》[2]报道。它旨在回答一个基本问题：复数对于自然的量子力学描述真的有必要吗？结果排除了标准量子物理中只使用实数的替代方案。 
       根据潘建伟的说法：“物理学家用数学来描述自然。在经典物理学中，实数似乎可以完整地描述所有经典现象中的物理现实，而复数只是有时被用作一种方便的数学工具。然而，是否需要复数来代表量子力学的理论仍然是个未知数。我们的结果排除了对自然的实数描述，并确立了复数在量子力学中不可或缺的作用。” 
    Cabello补充道：“这不仅仅是排除一个特定的替代方案，实验的重要性在于，它展示了超导量子比特系统是如何工作的。使我们能够测试量子物理的预测，而这些预测是我们迄今为止进行的实验无法测试的。因为它们需要对几个量子比特进行严格控制。现在我们将能够测试它们。” 
    中国科学技术大学的陆朝阳教授是这项实验的合著者，他说：“量子计算机最有希望的近期应用是量子力学本身的测试和多体系统的研究。”这一发现不仅为量子计算机的发展提供了一条前进的道路，也为在原子和亚原子水平上理解粒子的行为和相互作用提供了一种接近自然的新途径。 
      实现拥有拥有数百万量子比特的计算机的目标还有很长的路要走。然而，中国和西班牙团队的研究结果使得扩大现有量子计算机的用途和理解困扰科学家多年的物理现象成为可能。 
    参考链接： 
    [1]https://english.elpais.com/science-tech/2022-02-03/jian-wei-pan-the-next-quantum-breakthrough-will-happen-in-five-years.html 
    [2]https://www.nature.com/articles/s41586-021-04160-4 
    [3]https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.040403