这位科学家长得像黑社会，干的理论叫诱骗态，毫无违和感 | 逐浪硬科技

■ 背景简介：

2023年8月29日，我和中国科学技术大学彭承志教授、中电信量子信息科技集团有限公司董事长吕品做了一场介绍量子信息的直播，“逐浪硬科技”沙龙活动第一期。此为精彩片段之二，之一见 一个量子的人像个鬼魂一样，在屋子里面无处不在 | 逐浪硬科技。

我和彭承志教授共同的朋友王向斌教授很高，又很壮，头发又乱乱的，然后脖子上戴一个很粗很粗的金项链，怎么看都像个黑社会，就是不像一个搞量子力学的但他做的东西也很有用，叫做诱骗态协议，可以让普通的光源等效于单光子光源，从而极大地提高了量子保密通信的安全距离。你看他长得像黑社会，干的理论叫诱骗态，毫无违和感这个视频里还有一点没说，王向斌老师的女儿叫王量子，——可见他真的爱量子。

量子信息科学的由来

彭承志：其实在这过去的100年里面量子力学已经贡献了很多东西。我们所熟知的这个激光器也好，原子弹也好，甚至于我们经常用的这个电脑，电脑里面用到的半导体对吧，用到这个晶体管，这里面的半导体的这个理论、半导体的材料，都是离不开量子力学的。那么但是这几年呢，这几十年来呢，我们有一门新的这个学科叫做量子信息科学。这一门学科开始更加强调就是在微观的状态下，一个一个的去操纵啊这个原子、这个分子，一个一个去操纵这个量子态，一个一个的去传递像光子这种量子态。

就跟现在的信息社会一样，我们开始在信息社会最核心的两个能力是什么？一个是信息的传递，一个是信息的处理，但这指的都是经典的信息。那么量子信息科学想干什么，是用量子比特， 也就是在量子层面的这种微观的符合量子力学描述的这种信息，我们也是来实现信息的传递，量子信息的这种处理。这些年来这门学科发展的也比较快，也诞生了像量子计算、量子通信、量子精密测量这些很有前景的这个学科。所以这些年来我们经常讲的量子信息科技，主要说的是这个。

量子通信的实际应用

吕品：作为我们搞通信的，第一次刚听到量子通信这四个字我们一般也会有质疑。说现在光通信我们都动辄一个波长可以传送100G、400G了，那量子通信现在的成码率是以M为单位的啊。之前是K是吧，现在是以M为单位。

袁岚峰：最近刚刚上到了100M吧。

吕品：对，刚刚到100M。才0.1个G啊，那量子通信有什么用，有什么意义。所以现在呢，我们也会把一根光纤里边的不同的信道，我们把它分成叫经典信道和量子信道。这个经典信道正常的传数据，还是通过这个经典信道来传。那么量子信道用来传什么，通过对弱光的测量我们去传送密钥、传送密码，通过传送的密码、分发的密码然后再到各个节点，到各个分支机构，到各台设备上去保证这个设备的信息可以被加密。前不久大家可能也看过相关的报道，很多城市包括长三角要建设量子骨干网与城域网，大湾区也有类似的规划。那其实这个量子城域网不是把我们之前经典的光纤通讯网络推倒重来，不是把它替代。而是在这个光纤网络之上，我们叠加一个应该说是一个虚拟的网络平面，这个网络平面就用来传密钥，提供整个城域网的安全。

量子信息：从理论到实践的探索

彭承志：量子信息这门学科已经跨过了从理论到实验，到这个大有作为的一个门槛。哎，千万不要把它看成个玄学。你要说这个外表的话我跟你讲，王向斌老师2005年我在清华大学第一次见到他的时候，他很高，他又很壮，头发又乱乱的，然后脖子上戴一个很粗很粗的金项链，怎么看都像个黑社会，他就是不像一个搞量子力学的。但是，他做的东西也很有用。你可以想象下，这个一个灯泡发那么多光出来这个很容易，发很多出来很容易，每次只发一个光子这个很难的，这个很难控制的。

这个能量的单元太小了，一个光子的能量大概是10的-19次方、10的-12次方，这么微小的能量你每次只发一个，有且仅有一个，这个很难，所以这个成本非常的高。就基本上这个量子密码这个东西，如果一定要靠这个玩意来做的话，那就叫做不会有任何有实用的东西。所以王老师他的贡献在哪里，他就说我可以不用这么难的源，我就用这个普通的商业的激光器。然后每次发，发了一大堆，但是我用一个衰减片衰减一下，衰减到一个比较低的水平，就用这个光源来做，只要用他的叫做所谓的诱骗态。你看他长得像黑社会，干的理论叫诱骗态。

袁岚峰：毫无违和感。

彭承志：现在还有一个电影叫《孤注一掷》，所以他做的这个理论就解决了这个问题，就一下子就把量子密钥分发的安全距离推到近到了100公里。