“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)論”論壇之萬物互聯(lián)驅(qū)動產(chǎn)業(yè)變革今日在浙江烏鎮(zhèn)舉行。中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 潘建偉在論壇上發(fā)表了精彩的演說，以下為他發(fā)言的文字實錄：

主題：量子信息技術(shù)，讓未來互聯(lián)網(wǎng)更加安全高效

潘建偉：非常高興能夠到這個論壇給大家介紹我們的工作。我認(rèn)真聽了每一位演講者的演講，大家主要講的：創(chuàng)新有兩類。第一個，怎么更好的滿足客戶需求或者引起客戶的需求，我覺得這是上午所有前面這些報告的主題。我們作為科學(xué)家，怎么樣通過技術(shù)研究，怎么更好的讓前面每一位主講者講到的，讓他們更好服務(wù)于其他人的需求。

作為科學(xué)家，主要關(guān)心兩個事情：第一個，關(guān)心這個宇宙的歷史，看這個宇宙是從哪里來到哪里去。通過對這個東西的研究，牛頓力學(xué)、電動力學(xué)、相對論、量子力學(xué)構(gòu)成了今天所有物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。同時，科學(xué)家也關(guān)注人類的命運。如果古人發(fā)現(xiàn)今天的人開大會討論互聯(lián)網(wǎng)的未來，他們會感到是非常欣慰。

因為我發(fā)現(xiàn)咱們古代其實有進化到今天的人從個體上講，并不是性質(zhì)最高的人，為什么我們這個個體智力比較差的會勝出呢？因為我們那個時候發(fā)明了符號，然后互相之間能夠進行溝通和交流、協(xié)同。其實互聯(lián)網(wǎng)的概念如果把它的意義放松一點的話，其實是信息的交流、互相協(xié)作，本質(zhì)上就是互聯(lián)網(wǎng)的概念?；ヂ?lián)網(wǎng)的概念本質(zhì)上是涉及到整個人類進化歷史，也會決定我們的未來。在進化的過程當(dāng)中，有兩個事情非常重要。

1.我們要有一種技術(shù)可以很好的保證人類之間的溝通和交流。

古時候為什么進化比較慢？因為沒有電動力學(xué)、無線電、網(wǎng)絡(luò)，所以協(xié)同的網(wǎng)是區(qū)域網(wǎng)在一個村莊里面，在一個小鎮(zhèn)里面，一個省、一個小的國家，所以知識的發(fā)展比較慢。有了電磁波之后就把整個世界聯(lián)系成一體了，所以我們需要有效的手段能夠讓世界有效的連接在一起。

2.我們還要保證每個個體本身的隱私和自由思想。

大家如果覺得每個人的思想互相之間都可以溝通的話，不僅可以溝通，如果每個人都知道你想的完全是什么的話，那我們就沒有秘密可言了，也沒有創(chuàng)造的創(chuàng)造性了。所以我覺得在互聯(lián)網(wǎng)里面，以后整個人類社會發(fā)展當(dāng)中主要有兩個永恒的課題：要有更有效的手段保證信息提取和信息交流，同時要保證我們的隱私更加安全，讓我們自己能夠發(fā)揮自己個體獨立的能動性。這個就是人類發(fā)展的這么一個主題。量子信息技術(shù)正好能夠保證這兩方面的需求。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們的計算能力有無線的需求，可以說是貪得無厭的。我們目前的技術(shù)發(fā)展途徑很快就會遇到瓶頸，也就是大概不到10年的時間。原來大家所期望的所謂“電子計算機”或者計算機的計算功能將不再可靠，而且耗能將是巨大的，所以我們對計算能力的需求已經(jīng)沒辦法得到很好的滿足了。所以大家經(jīng)常在問：未來的計算機，也就是互聯(lián)網(wǎng)里的終端應(yīng)該是什么樣子的。這就是我們目前，已經(jīng)馬上要面臨的一個問題了。

除此之外，如果說沒有隱私，每個人的思想都是完全透明的話。正像一部電影里講的，人類盡管科技上是比較差的，但是為什么在三體世界里面最后還能夠打敗三體的外星文明？就是因為他們的思想是透明的，我們是有個人隱私的。問題是在現(xiàn)代社會里面，我們面臨著各種各樣的信息安全的瓶頸。

這里面包括：終端、服務(wù)器和傳輸?shù)木€路都存在著各種各樣的信息安全問題。如果不能解決這個問題，以后很多的什么智能家具、智能的什么東西，都沒有辦法得到安全的保障。似乎我們可以利用加密的方法保障，問題是隨著計算能力的增加，到目前為止我們還沒有發(fā)現(xiàn)任何一種方法來保證信息本身絕對的安全性，這是我們目前面臨的第二個問題。各種各樣的網(wǎng)絡(luò)犯罪給我們每年帶來巨大的經(jīng)濟損失，更不要說涉及到國防安全、政府安全方面的這些事情了。

非常有意思的就是與電動力學(xué)一樣，為我們現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。量子力學(xué)在近百年的發(fā)展當(dāng)中，也為了解決計算能力的有效性和安全性做好了準(zhǔn)備。

量子世界里，到了微觀世界不僅可以處于“0”和“1”的狀態(tài)，甚至可以把這兩者協(xié)同起來可以同時處于“0”和“1”相關(guān)疊加。它是有“0”和“1”的協(xié)同。當(dāng)我們把這種概念推廣到網(wǎng)絡(luò)的時候，甚至可以處于叫“量子糾纏態(tài)的概念。咱們這兩個色子是處于量子糾纏態(tài)，扔它們的過程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)不管多遙遠(yuǎn)，兩邊結(jié)果都是一樣。這么一來，整個網(wǎng)絡(luò)就可以達(dá)成協(xié)同。利用疊加性和協(xié)同性，就可以在未來信息里面做很多的非常有益的事情。

從上世紀(jì)80年代開始一個非常小的嬰兒誕生了，不管我們抗拒它、歡迎它也好，它肯定是在不久的將來要在我們生活里面起到非常重要的作用，這個就是“量子信息科學(xué)”。它有幾方面的功能：利用量子通訊可以保證原理上是無條件安全的信息傳輸和溝通。利用量子計算，可以實現(xiàn)本質(zhì)上的、真正意義上的并行計算，可以讓量子計算的能力大大提高。利用量子力學(xué)的不可克隆定理和不可分割性，就可以構(gòu)建一種量子密鑰分發(fā)的方式，密鑰分發(fā)完成以后就可以一次一密的安全互聯(lián)網(wǎng)。

除此之外利用這樣“0”和“1”的協(xié)同，就可以實現(xiàn)計算的并行性。在經(jīng)典世界里面，“0”就是“0”，“1”就是“1”。到了量子世界里面，它同時可以處于“0”和“1”的狀態(tài)。如果說N個比特就可以成為N的二次方狀態(tài)同時都存在，所以計算的時候數(shù)率會大大快于其它的計算機。有了這個事情之后，我們要構(gòu)建通用的量子計算機還需要比較長的時間，但是目前大家聚焦的熱點是在量子模擬方面。

比如：最近谷歌，前一陣子他們發(fā)布了，某種特定的可以比傳統(tǒng)的計算機快一倍。按照物理學(xué)家Feynman說：“如果模擬一個300個粒子構(gòu)成的衍化，用經(jīng)典的計算機拿來算，把整個宇宙當(dāng)中所有的物質(zhì)全拿來構(gòu)成一個計算機都還沒辦法算這個300個粒子。但是用量子計算機或者特殊量子模擬器可以實現(xiàn)所謂的量子模擬?！?/p>

目前中國的學(xué)者在這方面做的比較好，比如：城域網(wǎng)的技術(shù)目前已經(jīng)比較好了。當(dāng)年我們在這方面的推廣，也是得到了徐局長他們很好的支持。其實從2012年開始在北京城域網(wǎng)里面，已經(jīng)在很多地方已經(jīng)在進行使用了，包括：政務(wù)系統(tǒng)、金融系統(tǒng)和銀行系統(tǒng)，也包括新華社等等。除此之外，目前我們在構(gòu)建兩個事情。

希望把這個范圍擴展到大范圍。

目前在國家的支持之下，中科院的相關(guān)團隊也跟相關(guān)單位合作在構(gòu)建一種北京-上海的這么一個廣域網(wǎng)，有這個廣域網(wǎng)之后，不僅可以金融部門、政務(wù)部門，各方面都可以到這方面，在密鑰分配之下滿足安全信息的傳輸。除此之外，因為你是要走向全球。

在國外，比如：你這個信息單元就不是怎么可控了，我們就可以利用量子衛(wèi)星。這個衛(wèi)星會在2016年7月初發(fā)射，在衛(wèi)星的幫助之下，我們在每個終端都有衛(wèi)星接收天線就可以實現(xiàn)廣域全球化的量子通訊。除此之外，在量子計算方面目前也有一些相關(guān)的研究特點。通過提高量子計算可擴展性，實現(xiàn)量子計算基本功能，目前已經(jīng)有線路圖了。在國外像谷歌、微軟、IBM、英特爾，都在這方面開展了相關(guān)的研究。

我們國內(nèi)目前有一家唯一的企業(yè)跟中科院合作，就是阿里巴巴“阿里云”，我們是共同合作來開展量子計算方面的研究。我們期望能夠在五年左右的時間里面實現(xiàn)50個量子比特相關(guān)操縱。它的計算能力，那么大概就可以超越天和2號了。在凝聚態(tài)等方面，也可以起到一些很好的作用。

最后我講一下它可能的未來。我覺得你歡迎它也好，不歡迎它也好。在不到5年或者10年的時間里面，慢慢的我們就會形成一個“天地一體化”的全球量子通訊基礎(chǔ)設(shè)施。在這個設(shè)施的支撐之下，就可以構(gòu)建基于信息安全保障的未來互聯(lián)網(wǎng)。

這是我的第一個，或者也是我們學(xué)界的預(yù)測。

除此之外，在量子計算和量子模擬方面的研究，我覺得大概會在5-10年里面量子模擬機會成為現(xiàn)實。但是通用的量子計算機我估計還要20年、30年，甚至更遠(yuǎn)的時間。但是我覺得在我們每一位生存時間里面，應(yīng)該是可以看到以量子計算作為保障、以量子計算作為終端的這么一個未來互聯(lián)網(wǎng)。