近日，借中國科學院量子信息重點實驗室-問天量子-泰克科技三方成立“量子信息聯合創新平臺”之際，EEWORLD專訪了中科院院士、量子信息學科帶頭人郭光燦，郭光燦院士就量子信息技術的基本現狀，國內外量子信息技術的生態環境等方面問題進行了闡述。

郭光燦院士

郭光燦院士其人

郭光燦，中國科學院院士，中國科學技術大學教授，中國科學院量子信息重點實驗室主任，現任中國光學學會常務理事、中國密碼學會量子密碼專業委員會主任。

自1965年中國科學技術大學畢業后，長期從事量子光學、量子通信和量子計算的理論和實驗研究。擔任國際刊物《International J. of Quantum Information》 的Managing Editor；國家基金委創新群體學術帶頭人；國家科技部中長期規劃“量子調控”重大項目《量子通信與量子計算的物理實現》、中科院B類先導專項項目《基于固態系統的量子物理和量子信息》和基金委重大儀器專項《多功能固態量子存儲器》的首席科學家。曾榮獲1項國家自然科學二等獎、2項安徽省自然科學一等獎、1項安徽省重大科技進步獎、1項教育部自然科學獎一等獎、1項中科院自然科學二等獎和“何梁何利”科技進步獎等。在包括Nature子刊（22篇）、Phys. Rev. Lett（49篇）在內的國際學術期刊上發表論文900多篇，他引超過16000次。培養博士80余人，其中5人榮獲全國百篇優秀博士論文獎。

郭光燦院士帶領的中國科學院量子信息重點實驗室則是我國量子信息領域第一個省部級重點實驗室。實驗室長期從事量子通信與量子計算的理論與實驗研究，做出了一系列國際一流水平的原始創新科研成果，是中國量子信息領域人才的重要培養基地之一，承擔多項重大項目。

實驗室主要研究方向為半導體量子芯片、量子糾纏網絡、量子集成光學芯片、實用的量子密碼以及量子理論等。2005年在國際上首次經由實際通信光路實現了125公里單向量子密鑰分配，2009年在蕪湖建成世界上首個量子政務網，2011年首次實現八光子糾纏源，2012年首次實現了量子惠勒延遲選擇實驗，制備出了粒子和波的疊加狀態，極大地豐富了人們對玻爾互補原理的理解。同年首次實現光子偏振態的固態量子存儲，99.9%的保真度創造世界最高水平。2013年首次在冷原子系綜中實現了光子軌道角動量的量子存儲等。

有媒體統計，從頂尖學者上看，中國籍或華人科學家占據了量子計算論文發表數量前20名榜單的近一半，其中中國科學技術大學郭光燦院士論文數量超過140篇，高居榜首。華人科學家在量子計算領域的貢獻占比不斷攀升，這不僅推動了國內量子信息科技的發展，也提升了中國在量子計算領域的國際話語權。

解讀量子保密通信技術

嚴謹的郭光燦院士給記者仔細講述了量子通信的概念，郭光燦院士表示，量子通信嚴格意義上來說應該叫量子保密通信，具體來說：

量子保密通信，利用量子秘鑰安全產生秘鑰之后進行經典加密通信，一次一密。為什么量子技術率先被用于量子保密通信上呢？郭光燦院士解釋道，在量子信息技術中，量子解密相對簡單，只需要用量子手段傳遞秘鑰這一單一用途。“現在傳統的密鑰傳遞方式都是不安全的，量子技術解決了這個簡單又關鍵的問題。因為量子是無法被復制和竊聽的，如果發生竊聽情況之后發送端一定會知道，所以可以在通信兩端建立完全相同且無法被復制的安全隨機數密鑰。”

郭光燦院士強調，量子保密通信將會是未來新的增長點，這項技術的應用意味著人類可以從經典技術轉移到量子信息技術上，這個轉折點標志著量子技術把人類發展帶入了新階段。

對于量子通信產業的看法

郭光燦院士除了關心科研領域的進步，為了更好地促進量子信息產業的發展，他將有限的精力不斷投入到促進產業環境中去。

郭光燦院士表示，上個世紀量子保密通信技術原理就已經被證明了，而通過中國科學院量子信息重點實驗室解決了諸多關鍵技術問題，然而如果進入真正的商業化，要解決很多關鍵技術，很多針對產業界的實際問題，這就需要產學研協作模式。

郭光燦院士強調道，“量子技術走向市場化，光靠學校是不行的，學校就是研究機構，產業化一定要有公司的力量幫助。問天量子的成立就是為了迎合產業需求而產生的公司，目的就是把實驗室研究成果轉化成實際應用產品。”

安徽問天量子科技股份有限公司成立于2009年，系由蕪湖市建設投資有限公司、中國科學技術大學共同投資成立，注冊資金5500萬元，是我國首批獲得軍工三證的從事量子信息技術產業化的高新技術企業，同時也是密標委指定的量子密碼標準制訂工作組牽頭單位。公司秉承“量天問道，光燦中華”為愿景的理念，致力于將實驗室的科研成果轉化為產業化以服務社會。公司堅持以客戶為中心，以市場為導向，為用戶提供最好服務、最高性價比產品。

郭光燦院士對問天量子的成立給予了充分肯定，其表示：“有關量子保密通信的技術問題、工程問題、器件問題都是由問天量子來解決，隨著產品一代代改進，成本越來越低，產品越來越符合市場需求，是自主知識產權變成生產力的重要表現。”

郭光燦院士強調，由于量子保密通信技術是一門十分復雜的交叉學科，所以只有設備公司仍然無法獨立完成量子技術的產業化之路。“未來有一個方向就是把量子密碼裝置小型化、集成化、讓量子技術可以更加快速方便，這就需要和集成電路半導體行業合作。”

實際上，此次中國科學院量子信息重點實驗室-問天量子-泰克科技三方成立“量子信息聯合創新平臺”的舉措，正是中國量子信息技術產學研的一次深入探索。

早在幾年前，郭光燦院士就在合肥組織召開了產學研研討會，把通信企業和研究所等相關人士請到合肥，希望探索實驗室和企業之間的產學研之路。“開了兩天會，結果大失所望。業界公司感興趣的是三至五年出產品，如果量子技術十幾年做不出來該怎么辦？”郭光燦院士遺憾的說道。

郭光燦院士也理解國內公司的想法，他表示：“我們的企業首先需要生存，資金實力沒有那么多，所以沒有興趣也是正常的。”

對于量子計算產業的看法

相比量子保密通信，量子計算產業概念更加火熱。與國內環境不同，國際上無論是著名公司亦或初創型公司，都對量子學尤其是量子計算領域產生了濃厚興趣。根據媒體統計的量子計算專利企業申請人排名上看，美國D-WAVE公司一枝獨秀，其專利申請量是第二名微軟公司的3倍多。美國公司和日本公司占據了該榜單的絕大部分，中國企業和科研機構則無一上榜。

對此，郭光燦院士表示：“我們很早前就意識到科學研究是做不出量子計算機來的，研究機構只能解決科學問題，技術問題，產業問題則需要專業的企業。國外公司底子厚，實力強，再加上美國政府很早就進行量子計算機基礎研究，公司可以很快進行產業化之路，所以三五年前他們就觀察到量子計算機的前景，各大公司開始積極投入基礎科研及工程人才的培養，以及軟硬件環境的搭建。”

郭光燦院士預計，相信未來3-5年內，第一批專用量子計算機便可能誕生。

量子技術何時飛入尋常百姓家

在2017年接受新華社專訪時，郭光燦院士提到平時一有時間，就會寫些科普方面的書。

早在20年前香山會議五周年慶祝會上，會議主持人張燾邀請了18人作報告，前17人是政要和院士，第18個是當時名不見經傳的郭光燦，而他的報告效果非常好——與會的大家從沒有聽過量子信息，聽完他的報告，大家很吃驚：還有這么個領域？

所以當時郭光燦院士的主要任務是吸引國內更多年輕人從事這個領域，讓領導和學術界能夠更了解這個領域。所以他在當時著述《量子光學》教程，在《物理》發科普論文，參加各類學術會議，為科學界奔走相告。

到了21世紀，隨著量子信息技術的不斷發展，無數的科技工作者投入到量子信息學的研究中，然而對于普通老百姓來說，量子信息仍然是一個神秘的概念。受新華社之邀，郭光燦率領學生翻譯了杰拉德·米爾本所著的《神奇的量子世界》一書，開創了量子技術的科普之路。

而后，其聯合中科院自然科學史所副研究員高山，編寫了愛因斯坦的幽靈一書，面對一些對物理感興趣的讀者解答量子糾纏之謎。

但這還遠遠不夠。

隨著量子這個概念開始普及，社會上誕生了一批打著“量子技術”旗號的騙子。“現在量子概念的炒作五花八門，有量子水，量子眼鏡等，我在各種會議上都會對此進行澄清。”郭光燦院士說道，“判斷量子產品的真假很簡單，就是你問他量子水的量子表現在哪里？”

“到目前為止，還沒有任何一個基于量子技術的商品是可以拿到百貨大樓里賣的，即便是量子保密通信技術，也沒有到能夠進入千家萬戶的狀態。”郭光燦院士斷言道。

目前，絕大部分老百姓對于量子技術仍然不了解。郭光燦院士講了個小故事，就在幾天前，郭光燦院士在參加光博會時，有位企業家還在向他咨詢量子技術的投資項目。與此同時，郭光燦院士還會接到大量電話，詢問是否可以基于量子信息技術進行合作，但大部分都是虛假消息。

為此，郭光燦院士網上搜集了關于量子技術的十幾個熱門話題，以《郭光燦的量子十問》為專題題目對此展開了分析，以更加通俗易懂的方式解密了量子水、瞬移、薛定諤的貓等一系列問題，同時又親自參與錄制了一系列關于量子信息技術的公開課。“物理雜志編輯看到了我的《量子十問》，并將于10月份開始連載以擴大其影響力，同時我準備出一篇更詳細的科普書，闡述量子革命的基本問題。”郭光燦院士說道。

但郭光燦院士也強調，量子保密通信技術是一項商業化前景非常明朗的市場。“首先保密有各種等級，包括絕密機密、一般保密等，首先要保障的是國家最高應用。而隨著軍民融合的不斷發展，未來量子保密通信技術也有可能應用到銀行等民用市場中，之后隨著性價比更高更輕巧的設備出現，有可能運用到民用市場中，比如互聯網等技術就是從美國軍方變成了千家萬戶都享受的技術。

郭光燦院士強調，量子保密通信技術能走到老百姓生活中的時間不會很短，并不會像宣傳的那樣馬上就應用到千家萬戶中，“這就看我們研發人員的能力了，只能等到真正小型化、安全化、低價格的產業化產品出現。”

正如郭光燦、韓永建、史保森在《2017科學發展報告》中撰寫的《量子信息科學發展展望》上所述，“隨著20多年的深入研究，量子信息科學已經發展成為一個多學科交叉，對國家安全、國防軍事、產業經濟等領域都具有潛在顛覆性作用的研究方向。量子信息技術代表了未來信息技術發展的戰略方向，是世界各國展開激烈競爭的下一代安全通信體系的焦點，并極有可能對人類社會的經濟發展產生難以估量的影響。”