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5月17日，合肥，天地一體化量子保密通信模型亮相中博會(huì)。
????一部其貌不揚(yáng)的黑色電話，出現(xiàn)在濟(jì)南市多個(gè)單位的業(yè)務(wù)部門。在檢察院系統(tǒng)，對(duì)一些貪腐案件調(diào)查進(jìn)行信息溝通時(shí)，通過它可以保證信息安全性，不存在泄露或竊聽；一些政府部門在政務(wù)信息的溝通中，通過它可以做好機(jī)要信息安全保護(hù)……
????隨著中國(guó)首個(gè)商用量子通信專網(wǎng)——濟(jì)南黨政機(jī)關(guān)量子通信專網(wǎng)（下稱濟(jì)南專網(wǎng)）完成第一階段測(cè)試，上述場(chǎng)景不再神秘。因?yàn)樵跐?jì)南數(shù)百平方公里內(nèi)的近30個(gè)黨政部門，將依靠這個(gè)專網(wǎng)進(jìn)行保密通信。更深層的意義在于，以保密性和安全性為標(biāo)簽的量子通信，終于邁出了商業(yè)化的一步。
????“這并不是容易的一步?！苯邮芸萍既?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)，中科院量子技術(shù)與應(yīng)用研究中心周飛博士坦言，在先后啃下技術(shù)、工程化兩大“硬骨頭”之后，量子通信迎來第三塊“硬骨頭”——投入巨大的量子通信專網(wǎng)能否告別政府給養(yǎng)，在市場(chǎng)中形成可持續(xù)的商業(yè)模式？
????周飛說，“一切都在探索之中?！?/p>
????飲“鴆”不怕 甘之如飴
????“有一口井，大家都想喝到其中甘甜的井水，但是不幸的是，這井里混合了一種毒液，必須把毒液蒸餾掉才能盡情飲用健康的井水。那么問題來了：蒸餾掉多少合適呢？”清華大學(xué)教授、濟(jì)南量子技術(shù)研究院院長(zhǎng)王向斌這個(gè)有趣的比喻，指向了量子通信在工程化之前遇到的第一塊“硬骨頭”。
????自人類使用語言以來，通過密鑰給信息加密的技術(shù)就伴隨著通信需求而不斷發(fā)展。特別是近幾年，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)將量子密鑰分配技術(shù)作為一種不可破解的密鑰共享方案，進(jìn)行了深入研究。周飛向科技日?qǐng)?bào)記者表示，我們現(xiàn)在的量子通信運(yùn)用單光子的編碼傳輸。問題在于，絕對(duì)的單光子傳輸足夠安全，但現(xiàn)實(shí)應(yīng)用還沒有完美成熟的理想單光子源。我們只能用準(zhǔn)單光子傳輸（非理想的單光子），非單光子就是多光子，就有可能受到光子分束的攻擊。這種攻擊會(huì)使得其安全性降低。
????在這里，單光子成分就是研究人員需要的“甘甜的井水”，多光子成分就是“致命的毒液”，該“蒸餾”掉多少“致命的毒液”？科學(xué)家們想出了一個(gè)好辦法：通過誘騙態(tài)方法來解決準(zhǔn)單光子傳輸?shù)陌踩珕栴}。
????“簡(jiǎn)單來說，誘騙態(tài)方法是在真的信號(hào)中摻雜一些假的信號(hào)，通過假的信號(hào)來判斷是否有人在竊聽和分析真信號(hào)的安全成碼率。”周飛說。2005年，王向斌教授和加拿大多倫多大學(xué)的羅開廣、馬雄峰、陳凱團(tuán)隊(duì)分別獨(dú)立提出了一個(gè)實(shí)用化誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)方案，很好的解決了準(zhǔn)單光子傳輸?shù)陌踩┒磫栴}。
????在周飛看來，誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)方案的攻關(guān)是解決量子通信工程化之前的一個(gè)最重要難題，但真正實(shí)用化還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這一個(gè)難題。得益于中國(guó)科大潘建偉院士和清華大學(xué)王向斌教授兩名在量子技術(shù)實(shí)驗(yàn)和理論方面的頂尖人物的參與和指引，到2013年底，大部分量子通信技術(shù)方面的“攔路虎”都已被掃除。
????但接下來，在工程化上的重重關(guān)卡并不比技術(shù)難度小。
????身心“魯棒” 穩(wěn)如泰山
????“魯棒”是Robust的音譯，意指“健壯和強(qiáng)壯”。它是在異常和危險(xiǎn)情況下系統(tǒng)生存的關(guān)鍵。比如說，計(jì)算機(jī)軟件在輸入錯(cuò)誤、磁盤故障、網(wǎng)絡(luò)過載或有意攻擊情況下，能否不死機(jī)、不崩潰，就是該軟件的“魯棒性”。
????就早期的濟(jì)南量子通信試驗(yàn)網(wǎng)而言，很多的專業(yè)設(shè)備所在地沒有機(jī)房，沒有恒溫、恒濕的條件，環(huán)境的溫度或高、或低，但服務(wù)器承受度有限，如何從工藝上固化溫度，解決設(shè)備自我穩(wěn)定性問題是工程師們面臨的挑戰(zhàn)。
????只有圓珠筆截面大小，外表形似玻璃的“鈮酸鋰波導(dǎo)芯片”是高效探測(cè)設(shè)備的核心關(guān)鍵器件。周飛舉例說，距離遙遠(yuǎn)的兩個(gè)城區(qū)之間進(jìn)行單光子傳輸?shù)臅r(shí)候，它的光到達(dá)時(shí)非常微弱?？茖W(xué)家們需要一種特殊的高效探測(cè)器，才能探測(cè)到這些微弱的光。有了周飛同事們研發(fā)的這種關(guān)
????鍵器件，才能更清晰地“聽懂”它們說了啥。
????得益于山東量子關(guān)鍵器件研發(fā)平臺(tái)，周期極化鈮酸鋰波導(dǎo)被研制成功，標(biāo)志著我國(guó)成為世界第三家完全掌握“基于逆向質(zhì)子交換波導(dǎo)研制技術(shù)”的國(guó)家；同時(shí)，基于此波導(dǎo)，該院又成功研發(fā)了世界室溫下性能最優(yōu)的通信波段單光子探測(cè)器，也是世界上第一臺(tái)封裝成型的商業(yè)產(chǎn)品樣機(jī)。
????實(shí)際上，從2013年底至濟(jì)南專網(wǎng)測(cè)試完成，科學(xué)家們一直在解決類似上述工程技術(shù)問題，確保整個(gè)專網(wǎng)一周7天、每天24小時(shí)穩(wěn)定性、無人值守情況下智能化的工作。
????“解決了魯棒性，專網(wǎng)設(shè)備對(duì)環(huán)境的容忍性就更大了?！敝茱w說，“所以說我們的核心不僅僅在于研發(fā)，更在于工程化應(yīng)用。”
????先找市長(zhǎng) 再進(jìn)市場(chǎng)
????量子通信技術(shù)還未完全成熟？成本過高？人才缺乏？在時(shí)代風(fēng)口、國(guó)家政策、資本包圍的三重助力下，這些顯然都不是問題。
????從技術(shù)到產(chǎn)品，濟(jì)南專網(wǎng)測(cè)試完成成為我國(guó)量子通信發(fā)展史上的大事件，從此它奔向商用領(lǐng)域。
????這是時(shí)代的風(fēng)口。大環(huán)境上，在美國(guó)“斯諾登”和黑客頻頻入侵等事件的影響下，“無條件安全”的量子通信日益受到重視。據(jù)業(yè)內(nèi)專家估算，量子通信可應(yīng)用于專網(wǎng)、公眾網(wǎng)、云安全等特殊應(yīng)用領(lǐng)域，未來5年左右量子通信市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)在100億左右。
????而在市場(chǎng)化方面，一頭扎入濟(jì)南黨政機(jī)關(guān)市場(chǎng)精準(zhǔn)發(fā)力，以此為跳板再進(jìn)入金融、能源、電力等領(lǐng)域，摸索商業(yè)模式并推而廣之，最終擁抱國(guó)內(nèi)百億市場(chǎng)“藍(lán)海”。先找市長(zhǎng)，再進(jìn)市場(chǎng)，是探路者試水濟(jì)南專網(wǎng)的深層打算。
????作為國(guó)內(nèi)目前少有的超前“黑科技”產(chǎn)業(yè)，量子通信正受到國(guó)家的大力支持。比如，“十三五”規(guī)劃意見稿明確提到，“要堅(jiān)持有所為有所不為，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、量子通信等領(lǐng)域再部署一批體現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目”。在政策呵護(hù)之外，眾多資本早已爭(zhēng)先恐后搶灘量子通信市場(chǎng)。正如中國(guó)上市公司研究院研究員洪新星所言，不斷加量的行業(yè)催化劑已經(jīng)給量子通信板塊打了“強(qiáng)心針”，國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)、政府和企業(yè)布局踴躍。
????正因?yàn)榇?，周飛更相信市場(chǎng)的力量：即使現(xiàn)階段量子通信尚未真正商業(yè)化，但長(zhǎng)遠(yuǎn)看來，“市長(zhǎng)的歸市長(zhǎng)”、市場(chǎng)的歸市場(chǎng)，商業(yè)化大潮勢(shì)不可擋?？沙掷m(xù)的商業(yè)模式一旦形成，大規(guī)模應(yīng)用推廣指日可待。（記者王延斌 通訊員朱琳）
