量子物理是世界上公认的比较难的科学。大自然深奥难测，其微观规律远非人类的直觉可以判定。微观粒子所表现出的特定现象 ，宏观世界是无法重现模拟的，因此常常会让人觉得匪夷所思。在过去近一个世纪的时间里，科学无法实现量子力学与广义相对论的统一，但这并不意味着这门科学在停滞不前。

前不久，代表着中国自然科学领域最高奖项的国家自然科学奖一等奖在万众期待中揭晓，中国科学技术大学潘建伟、陈宇翱、陆朝阳、彭承志、陈增兵为主要完成人的“多光子纠缠及干涉度量”团队获此殊荣。此前，华罗庚、吴文俊、钱学森等均曾获此殊荣。

此前一个月，英国物理学会新闻网站《物理世界》评选出的2015年度国际物理学十大突破公布，潘建伟和陆朝阳因首次实现同时量子隐形传输一个基本粒子（光子）的两个内秉属性的工作入选，并位列榜首，这也是中国本土完成的工作首次获此荣誉。

揭秘量子通信

“通俗地说，我们所研究的’多光子纠缠及干涉度量’就是根据量子物理原理提供的一种全新方式对信息进行编码、存储、传输和逻辑操作，并对光子、原子等微观粒子进行精确操纵，以确保通信安全和提升计算速度等方面可以突破经典信息技术的瓶颈。”在解释其研究时，28岁就成为中科大正教授的陆朝阳这样说。

通俗来讲，量子计算是一种依照量子力学理论进行的新型计算，优点在于计算能力强且速度快，是破解密码强有力的“矛”。而量子通信利用单个光子进行信号的加载，根据量子力学理论，只要进行探测，光子就会变化，接受方就会发觉，从而就知道被窃听了，因此量子通信解决了传统通信加密算法易被破解和传输过程易于被监听两大难题。理论上讲量子通信是无条件安全的，是信息安全强有力的“盾”。

输入密码接受信息，我们几乎时时刻刻都在用。解锁支付宝，打开微信，登陆微博等等余不一一。密码的存在能让我们保证信息的安全。传统意义上的开工密钥算法（RSA）认为，密钥越长越安全，这是显而易见的道理。但随着计算机更新换代，破解密码的时间也在缩短。谷歌花费大力气研发的量子计算机，其运行速度可比传统计算机快1亿倍。举个例子，对一位500位的数字进行因式分解，普通计算机需要耗费数亿年，量子计算机可能只需要几分钟。

潘建伟说：“量子不可分割、不可克隆，一次一密、完全随机，所以能保证加密内容不被破译。它有利于保障信息安全，理论上能保护全人类的隐私。当然，我们才刚刚开始，未来可能发多颗量子卫星进行组网。”

年轻的“海归+本土派"团队

中国科大的这只“量子梦之队”，从2003年至今，战绩可观。团队1次入选美国《科学》杂志评选的“年度十大科技进展”，1次入选《自然》杂志评选的“年度十大科技亮点”，6次入选欧洲物理学会评选的“年度物理学重大进展”，5次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”。成员曾获得国际量子通信奖、求实杰出科学家奖、何梁何利科学与技术成就奖等重要奖项。其中潘建伟和陈宇翱，2005年和2013年先后荣获欧洲物理学会“菲涅尔奖”，这是授予量子电子学和量子光学领域青年科学家的最高荣誉。

在这支队伍里，80后陆朝阳十分显眼。他在接受采访时说，“一场同乡会上，潘老师把我引进了量子世界。2003年秋，中科大迎来一批新生。浙江东阳籍学生有个传统，学兄学姐请学弟学妹聚聚。同是东阳人的潘老师也应邀参加。他当时在量子物理和量子信息研究上已成绩斐然，一下子成了焦点。” 陆朝阳原本保送到微电子专业读研，这次见面后，他改了志愿，2004年本科毕业之后，来到合肥微尺度物质科学国家实验室，开始了光子纠缠和量子计算方面的研究。

潘建伟管理下的量子物理和量子信息实验室在科研水准上一直向国际一流研究机构看齐，要求非常严格，而学术氛围自由宽松。

攀登科学高峰需要更广阔的视野。陆朝阳完成硕士阶段的研究后，潘建伟为了让他获得更好的发展，同时为了长远的人才队伍建设规划，主动推荐他到英国剑桥大学深造。2008年，陆朝阳获得英国海外研究奖、剑桥海外基金等提供的全额奖学金，进入英国剑桥大学卡文迪许实验室，转向一个新的研究领域：基于半导体量子点的固态体系量子调控技术。2011年初，陆朝阳顺利获得剑桥大学物理学博士学位，并当选丘吉尔学院院士（fellow）。

与阿里云联手

在2015年10月中旬的云栖大会上，两天时间里，有两个主论坛，约30个分论坛以及3场开发者大赛在杭州举行。阿里云及其合作伙伴在大会上发布了一系列新的云计算技术，向与会的200多家企业展示了量子计算、人工智能等前沿科技。

马云在大会上谈到，“我们正在从IT时代迈向DT（Data Technology，数据处理技术），DT时代最了不起的是利他思想，因为只有你相信别人比你更强大。” 在DT时代，计算能力将会成为一种生产能力，而数据将会成为最大的生产资料，会成为像水、像电、像石油一样的公共资源，“中国是一个计算机大国，但是中国不是一个计算的大国，未来中国一定会成为一个计算大国。”

“中国经济巨大的潜力在于内需，我们需要的是用’云’去激发内需。”马云说。

在云栖大会上，阿里云与中国科学院旗下的国盾量子联合发布了量子加密通信产品，志着全球互联网迈入量子时代。目前量子加密已在阿里云网络环境建立了多个量子安全传输域，通过量子传送门实现同城数据中心互联组网，能够为客户提供无条件安全数据传输服务，而这是全球首家云服务商提供量子安全传输产品落地服务。

量子加密通信远远不只是一种全新的加密手段，将是新一代网络信息安全解决方案的关键技术，能保证数据安全。量子加密传输通过量子密钥无条件地保障信息安全，传输过程中的一切信息截获、密码破译、黑客技术，都将变得无能为力，让互联网在未来能更加安全。

另外，阿里云通过复杂的算法和软件将加密技术链接到云中，从而实现更高的性价比。

“科研成果转化为现实应用的过程漫长艰辛，许多前沿技术都被困于这段‘死亡之谷’而无法走出实验室。和阿里这样全球化的公司合作，能够大大加速科研成果的应用落地，更好的造福人类，这次量子加密产品能够这么快发布就是一个最好的证明。”潘建伟表示。