展望當前科技界炙熱的量子通信的前景，全國政協委員、中國科學技術大學常務副校長潘建偉院士３日表示，未來能夠形成天地一體的全球化量子通信基礎設施，形成完整的量子通信產業鏈和下一代國家主權信息安全生態系統，構建基于量子通信安全保障的未來互聯網，即“量子互聯網”。

量子通信，指利用光子的量子狀態加載并傳輸信息。“從原理上來說，量子通信是無條件安全的通信方式。”潘建偉說，“由于作為信息載體的單光子不可分割、量子狀態不可克隆，可以實現抵御任何竊聽的密鑰分發，進而能保證用其加密的內容不可破譯。”

信息科技進一步發展面臨著兩大瓶頸，即計算能力瓶頸和信息安全瓶頸：一方面，隨著半導體晶體管的尺寸接近納米級，電子的運動不再遵守經典物理學規律，半導體晶體管將不再可靠，著名的“摩爾定律”終將失效；另一方面，芯片后門、光纜竊聽、“棱鏡門”等竊聽與黑客攻擊，以及超級計算機運算速度突破億億次每秒，使得信息面臨著越來越嚴重的竊聽和破譯風險。

“量子力學在百年來的發展過程中，已經為解決這些重大問題作好了準備。”潘建偉說。

潘建偉、陸朝陽等不久前在國際上首次實現基于半導體量子點的高效率和高全同性的單光子源，綜合性能達到國際最優，為實現基于固態體系的大規模光子糾纏和量子信息處理技術奠定了科學基礎。

潘建偉介紹量子通信的發展路線時表示，可以通過光纖實現城域量子通信網絡、通過中繼器連接實現城際量子網絡、通過衛星中轉實現遠距離量子通信，最終構成廣域量子通信網絡。

２０１６年下半年，“京滬干線”大尺度光纖量子通信骨干網即將建成。“這條量子干線連接北京與上海，貫穿山東濟南、安徽合肥等地，是千公里級高可信、可擴展的廣域光纖量子通信網絡，屬世界首例。它建成后將廣泛用于金融、政務等領域信息的安全傳輸。”潘建偉說。

潘建偉領導的科研團隊，除了在量子通信科研方面取得了突破性進展之外，還著力在量子計算與模擬、量子精密測量方面展開攻關。

潘建偉說，量子計算利用量子態的疊加性質，可以實現計算能力的飛躍。比如，求解一個億億億變量的方程組，利用億億次的天河二號需要１００年。利用量子計算機則只需０．０１秒。

據介紹，這將為解決密碼分析、氣象預報、藥物設計、金融分析等大規模計算難題提供全新的方案。量子模擬機則可視為解決某些特定問題的“專用”量子計算機，可有效揭示一些復雜物理系統的規律。

“英國《自然》雜志在一篇文章中指出，在不久的將來，利用量子模擬揭示高溫超導和高效氮固化等的機制，指導產業每年有望產生數百億美元的直接經濟效益，還可以為實現規模化的通用量子計算機奠定基礎。”潘建偉說。

他還表示，量子精密測量可以實現對重力、時間、位置等物理參數的超高靈敏度測量，大幅度提升導航、定位、資源勘探和醫學檢測等的準確性和精度。