2017年9月29日，中国一颗名为“墨子号”的卫星使维也纳和北京这两个相隔半个地球的城市之间的视频会议成为可能。当它以每小时18,000英里(29,000公里)的速度划过夜空时，卫星向位于兴隆的一个地面站发射了一个小数据包。不到一个小时后，卫星经过奥地利，将另一个数据包发送到格拉茨市附近的一个站。

这些包是保护数据传输安全的加密密钥。这一事件的特殊之处在于，由卫星分配的密钥被编码成一种微妙的量子态的光子。任何拦截他们的企图都会瓦解这种状态，破坏信息并发出黑客存在的信号。这意味着它们比传统的比特(表示1和0的可读可复制的电脉冲或光脉冲)密钥安全得多。

视频加密是传统加密，不是量子加密，但因为需要量子密钥来解密，所以它的安全性得到了保证。这使得它成为世界上第一个量子加密的洲际视频链接。

这一成就背后的人是潘建伟。现年48岁的潘是中国科技大学(University of Science and Technology of China，简称USTC)教授，有时被称为“中国的加州理工学院”(Caltech)。

他的工作赢得了国家主席的赞扬，他经常被当地媒体称为“量子之父”。

量子通信和计算仍处于萌芽阶段，但它们属于中国希望在2030年前实现突破的技术“巨型项目”之一。

它看到了一个引领量子时代曙光的机会，就像美国主导计算机时代及其引发的信息革命一样。

2011年，潘成为中国科学院有史以来最年轻的院士，他是这一努力的核心。

在接受采访时，潘谈到了国际合作的重要性，但他也明确表示，中国看到了一个独特的窗口，可以让它塑造技术领域的下一个元转移。“在现代信息科学诞生时，我们只是追随者和学习者，”他说。“现在我们有机会……成为一名领导者。”

潘的雄心包括计划创建一个全球——跨越构成极其安全的量子网络的卫星星座。他的清单上还包括:帮助中国在建造强大的量子计算机方面赶上——或许超过——美国。这些机器的基本计算单位是量子位，与位不同，量子位可以同时占据1和0的量子态。通过将量子位通过一种被称为纠缠的近乎神秘的现象连接起来，量子计算机可以产生处理能力的指数级增长。

在未来，这些机器可以通过模拟化学反应来发现新材料和新药物，而对传统计算机来说，这些化学反应的工作量太大了。它们还可以给人工智能充电。使用量子密钥分发(QKD)的安全网络可以传输金融交易等敏感数据，并为军事行动和通信提供最高保密。

研究人员还在研究量子传感器，这种传感器可以让潜艇在不依赖卫星信号的情况下航行，量子雷达可能能够发现“隐形”飞机。

尽管中美在量子技术领域竞争激烈，但由“墨子号”卫星(以一位中国古代科学家和哲学家的名字命名)实现的视频通话，在很大程度上是国际合作的结果。这是潘领导的一个团队和奥地利大学量子物理学家安东泽林格(Anton Zeilinger)领导的另一个团队合作的结果。

上世纪90年代，泽林格是潘的博士生导师，他看到了这位年轻中国学生的潜力。“当他来到这里时，他百分之百地专注于理论物理，”泽林格回忆说。“但我意识到他可以做得更多，所以我建议他转向实验，他做得非常成功。”事实上，这是如此成功，以至于当泽林格的前学生在2011年提出与洲际QKD合作时，他非常高兴。

为了证明天基系统的可行性，潘的团队已经进行了多年的实验，最终中国政府同意建造一颗专用卫星，该卫星于2016年发射升空。让QKD在地面上工作已经足够困难了。从卫星上发射意味着要解决许多额外的问题，从将卫星的传输与地面站精确地校准到将大气中丢失的光子数量最小化。

多伦多大学(University of Toronto)物理学教授卢(ho - kwong Lo)表示，观察人士对此印象深刻。他补充说，“中国有大量资源投入到量子领域，这意味着他们可以做其他国家做不到的事情。”潘预测，有朝一日，不同大陆的数据中心将通过他正在计划的量子卫星连接起来。

中国的其他成就包括建立了世界上最长的地面QKD网络。2032 -公里(1263英里)的地面连接北京和上海也策划了锅和发送该院站之间的方式,提供一个超传输网络金融和其他敏感数据。

中国正在发表大量高质量的量子科学论文，在量子通信和量子密码学等领域注册的中国专利数量也在飙升，远远超过了在美国和其他地方注册的专利。

为了帮助发展未来的量子研究人员，中国正在合肥建设一个耗资10亿美元的国家量子信息科学实验室，该实验室将于2020年开放;它将汇集来自物理、电气工程和材料科学等多个学科的专家。其中一部分资金将用于在同一地点建设一个新的科技大学校园，培训量子研究人员。

潘表示:“我们正在努力培养未来量子技术领域的人才。”他已经在中大创建了一个量子信息和量子物理中心。2018年6月，该中心的一个团队宣布，他们创造了一项将18个量子连接在一起的纠缠量子位元的世界纪录。这样的进步将使我们更接近这样一个时刻，即量子计算机最终能够在某些任务上超越最强大的传统超级计算机。

此外，中国还制定了太空计划。潘说，未来四到五年，中国将推出四更低——量子卫星，轨道和轨道同步人会跟着不久。长期的愿景是创建一个跨越大洲、量子安全的互联网，可能超越今天的互联网。展望未来，这项技术有一天可能被用于保护从智能手机到笔记本电脑的一切。 

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