還記得這樣的場景嗎？電影中，主人公走入一扇“任意門”，瞬間就穿越來到另一個空間……

在量子世界里，這或許不是幻想。就在今天凌晨，我國發射了全球首顆量子科學實驗衛星。這顆以中國古代科學家墨子命名的“墨子號”衛星，帶著探索星地量子通信的使命升空，將繼續為中國和世界的前沿科技“探路”。

未來在軌運行的兩年時間里，它將配合地面的五個臺站，進行大量工作，并將幫助我們建立一個極其安全的全球通信網絡。

中國空間量子衛星領軍人物，中國科學技術大學常務副校長潘建偉院士說，之所以起名“墨子”，因為墨子首先通過小孔成像實驗發現了光是直線傳播的，而且墨子也提出了某種意義上的粒子論。 “因此，光量子學實驗衛星用這位中國先賢命名，我認為是很妥帖的?！?/p>

究竟什么是量子通信？

古往今來，人們對于信息加密的探索從未停止。古時候，人們在信封上滴蠟蓋上火印，但仍防不住有人拆開、讀完再復原?，F代，人們用電磁波傳遞秘密，但“音量”再低，也防不住精細的竊聽。

現今，科學家設法將“音量”調低到如此程度：只依靠一顆顆光子，任何竊密者去測量都會破壞它，從而被發現。信息微弱到了極限——量子級別，再小心的讀取都會徹底改變它，而不可能只改變一點點。這就是量子通訊的保密原理。

連美國都無法破解的中國量子密鑰技術究竟是什么？看看中科院的科普：

那么，量子科技和我們有什么關系？

“量子通信是迄今唯一被嚴格證明為無條件安全的通信方式。量子不可分割、不可克隆，所以能保證加密內容不被破譯，可以從根本上保障信息安全、保護全人類的隱私?！绷孔涌茖W實驗衛星工程首席科學家潘建偉表示，理論上絕對安全的通信一旦實現，政府、軍隊和銀行，乃至全社會都將獲益。

（1）改變生活：或15年后走進中國百姓家

在潘建偉看來，量子通信的應用前景，就像電話的普及過程一樣，將逐步進行，蔚為可觀?！耙婚_始，量子通信可能會應用于國防、金融、政務、科學研究等，之后會在大眾中廣泛應用。”

基于個人判斷，他給出了一個量子通信技術普及的“時間表”：5年左右很多機要部門開始用，10年左右金融業、銀行等大機構開始使用，15年的時間或許走進千家萬戶。“屆時，每個人的家里、手機上或許都會有一個量子加密芯片，銀行轉款、電子賬戶等的涉密操作，都不用擔心被盜用或者攻擊?！?/p>

他并表示，這需要一個過程，依賴于量子通信網絡的建設，應用成本也會逐漸下降。

（2）影響世界：多國望與中國共建“量子星座”

雖然量子科學實驗衛星成功發射，但從長遠來看，“要實現全球化量子通信還需要長期的努力，特別是需要多顆衛星的組網”，量子科學實驗衛星科學應用系統總師兼衛星系統副總師彭承志表示，“這條征途沒有盡頭”。

也因此，中國以開放的姿態歡迎全球合作?！拔覀兎浅８吲d地同意了奧地利方的請求，共同就北京到維也納之間的洲際量子通信進行實驗合作，中方并決定向全球開放載荷的相關數據”，潘建偉介紹稱。

他表示，德國和意大利也非常希望繼奧地利后加入中國團隊的實驗，在探索全球量子通信組網建設、“量子星座”建設中與中方展開合作?！皡f議目前已經走完了相關的流程，近期就將進行簽署。”

“畢竟，科學也是面向全世界的，中國的量子衛星走在世界前列之后，可以引領整個學術界在這個方向開展研究，為人類貢獻中國智慧”，潘建偉說。

量子通信市場空間及產業鏈梳理

量子通信屬于高科技產品，最初的應用主要在軍事需求，超高的安全性，因此，得到國防的大力投入，在研究實力方面，軍方的量子通信技術是最高的。

《2016-2020年中國量子通信行業深度調研及投資前景預測報告》中指出，量子通信在軍事、國防、金融等信息安全領域有著重大的應用價值和前景，不僅可用于軍事、國防 等領域的國家級保密通信，還可用于涉及秘密數據和票據的電信、證券、保險、銀行、工商、地稅、財政以及企業云存儲、數據中心等領域和部門，而技術又相對成熟，未來市場容量極大。

量子通信應用范圍其中在專網市場，根據前瞻產業研究院的數據，隨著量子通信技術的引入，國家對專網的持續投入加大，專業無線通信市場未來幾年將保持高速度增長，保守估計到2020年我國專網通信行業的市場規模將有望達到300億元，（2014-2020年間復合增速為25.66%）。

由于專網市場增量需求中比較大的一塊來源于量子通信的滲透于應用，預計到2020年，將有35%的專網市場有望采用量子通信技術。因此，在專網市場內，量子通信的專網市場規模有望達到105億左右。

產業鏈相關上市公司如下：

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附專家問答：“墨子星”上天啦！瞬間移動真能實現？

問：“量子態隱形傳輸”意味著能實現《星際迷航》里的瞬間移動嗎？

答：“量子態隱形傳輸”是基于量子疊加和量子糾纏的特性，就是甲地某一粒子的未知量子態，可以在乙地的另一粒子上還原出來。其實傳輸的是粒子的量子態，而不是粒子本身。這種狀態傳送的速度上限仍然是光速，也不是“瞬間移動”。

現在，在光子、原子等層面已經實現了量子態隱形傳輸。電影里“大變活人”在原理上是允許的，但目前還遠遠做不到。因為科幻電影里人的傳送，不僅需要把人的實體部分的大量原子、分子傳送，并且嚴格按照原來的相對位置重新排列起來，更何況重現意識和記憶就更復雜了。

不過，隨著科學的發展和技術的進步，也許未來我們還是可以實現人的量子隱形傳態，到那時星際旅行就不是夢啦。

問：將來機器會不會像《變形金剛》里一樣被裝上量子大腦，從而取代人類？

答：所謂量子大腦，其實就是當今正在研制中的量子計算機。未來的量子計算機可能會對人工智能起到極大的幫助，在數據搜索、分析和處理方面提供遠遠超過目前經典計算機的運算能力。

機器人都是預先設置好程序的，而人是有意識和自由意志的。研究發現，人腦中的思維機制與量子疊加、量子糾纏或許存在相似之處。所以也有學者認為，未來可望創造出與人腦一樣運行的人工智能機器人。真到這種程度，機器與生物之間的界限已經非常模糊。這目前還只是一種暢想，未來究竟怎樣還得拭目以待。

（被采訪者：量子衛星首席科學家潘建偉院士、中科院物理所研究員呂力、北京大學物理系教授劉雄軍）