“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)論”論壇之萬(wàn)物互聯(lián)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革今日在浙江烏鎮(zhèn)舉行。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)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(shuō)，以下為他發(fā)言的文字實(shí)錄：
主題：量子信息技術(shù)，讓未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)更加安全高效
潘建偉：非常高興能夠到這個(gè)論壇給大家介紹我們的工作。我認(rèn)真聽(tīng)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(gè)，怎么更好的滿足客戶需求或者引起客戶的需求，我覺(jué)得這是上午所有前面這些報(bào)告的主題。我們作為科學(xué)家，怎么樣通過(guò)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(gè)事情：第一個(gè)，關(guān)心這個(gè)宇宙的歷史，看這個(gè)宇宙是從哪里來(lái)到哪里去。通過(guò)對(duì)這個(gè)東西的研究，牛頓力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、相對(duì)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(shí)，科學(xué)家也關(guān)注人類的命運(yùn)。如果古人發(fā)現(xiàn)今天的人開(kāi)大會(huì)討論互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)，他們會(huì)感到是非常欣慰。
因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)咱們古代其實(shí)有進(jìn)化到今天的人從個(gè)體上講，并不是性質(zhì)最高的人，為什么我們這個(gè)個(gè)體智力比較差的會(huì)勝出呢？因?yàn)槲覀兡莻€(gè)時(shí)候發(fā)明了符號(hào)，然后互相之間能夠進(jìn)行溝通和交流、協(xié)同。其實(shí)互聯(lián)網(wǎng)的概念如果把它的意義放松一點(diǎn)的話，其實(shí)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(gè)人類進(jìn)化歷史，也會(huì)決定我們的未來(lái)。在進(jìn)化的過(guò)程當(dāng)中，有兩個(gè)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(shí)候?yàn)槭裁催M(jìn)化比較慢？因?yàn)闆](méi)有電動(dòng)力學(xué)、無(wú)線電、網(wǎng)絡(luò)，所以協(xié)同的網(wǎng)是區(qū)域網(wǎng)在一個(gè)村莊里面，在一個(gè)小鎮(zhèn)里面，一個(gè)省、一個(gè)小的國(guó)家，所以知識(shí)的發(fā)展比較慢。有了電磁波之后就把整個(gè)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(gè)個(gè)體本身的隱私和自由思想。
大家如果覺(jué)得每個(gè)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(gè)人都知道你想的完全是什么的話，那我們就沒(méi)有秘密可言了，也沒(méi)有創(chuàng)造的創(chuàng)造性了。所以我覺(jué)得在互聯(lián)網(wǎng)里面，以后整個(gè)人類社會(huì)發(fā)展當(dāng)中主要有兩個(gè)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(shí)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(gè)體獨(dú)立的能動(dòng)性。這個(gè)就是人類發(fā)展的這么一個(gè)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(jì)算能力有無(wú)線的需求，可以說(shuō)是貪得無(wú)厭的。我們目前的技術(shù)發(fā)展途徑很快就會(huì)遇到瓶頸，也就是大概不到10年的時(shí)間。原來(lái)大家所期望的所謂“電子計(jì)算機(jī)”或者計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能將不再可靠，而且耗能將是巨大的，所以我們對(duì)計(jì)算能力的需求已經(jīng)沒(méi)辦法得到很好的滿足了。所以大家經(jīng)常在問(wèn)：未來(lái)的計(jì)算機(jī)，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(gè)問(wèn)題了。
除此之外，如果說(shuō)沒(méi)有隱私，每個(gè)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?yàn)樗麄兊乃枷胧峭该鞯模覀兪怯袀€(gè)人隱私的。問(wèn)題是在現(xiàn)代社會(huì)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(wèn)題。如果不能解決這個(gè)問(wèn)題，以后很多的什么智能家具、智能的什么東西，都沒(méi)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(wèn)題是隨著計(jì)算能力的增加，到目前為止我們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何一種方法來(lái)保證信息本身絕對(duì)的安全性，這是我們目前面臨的第二個(gè)問(wèn)題。各種各樣的網(wǎng)絡(luò)犯罪給我們每年帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更不要說(shuō)涉及到國(guó)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(dòng)力學(xué)一樣，為我們現(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了堅(jiān)實(shí)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(jì)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(lái)可以同時(shí)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(shí)候，甚至可以處于叫“量子糾纏態(tài)的概念。咱們這兩個(gè)色子是處于量子糾纏態(tài)，扔它們的過(guò)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(lái)，整個(gè)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(lái)信息里面做很多的非常有益的事情。
從上世紀(jì)80年代開(kāi)始一個(gè)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(lái)要在我們生活里面起到非常重要的作用，這個(gè)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(wú)條件安全的信息傳輸和溝通。利用量子計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)本質(zhì)上的、真正意義上的并行計(jì)算，可以讓量子計(jì)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(shí)現(xiàn)計(jì)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(shí)可以處于“0”和“1”的狀態(tài)。如果說(shuō)N個(gè)比特就可以成為N的二次方狀態(tài)同時(shí)都存在，所以計(jì)算的時(shí)候數(shù)率會(huì)大大快于其它的計(jì)算機(jī)。有了這個(gè)事情之后，我們要構(gòu)建通用的量子計(jì)算機(jī)還需要比較長(zhǎng)的時(shí)間，但是目前大家聚焦的熱點(diǎn)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(jì)算機(jī)快一倍。按照物理學(xué)家Feynman說(shuō)：“如果模擬一個(gè)300個(gè)粒子構(gòu)成的衍化，用經(jīng)典的計(jì)算機(jī)拿來(lái)算，把整個(gè)宇宙當(dāng)中所有的物質(zhì)全拿來(lái)構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)都還沒(méi)辦法算這個(gè)300個(gè)粒子。但是用量子計(jì)算機(jī)或者特殊量子模擬器可以實(shí)現(xiàn)所謂的量子模擬?！?/p>
目前中國(guó)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?cè)谶@方面的推廣，也是得到了徐局長(zhǎng)他們很好的支持。其實(shí)從2012年開(kāi)始在北京城域網(wǎng)里面，已經(jīng)在很多地方已經(jīng)在進(jìn)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?cè)跇?gòu)建兩個(gè)事情。
希望把這個(gè)范圍擴(kuò)展到大范圍。
目前在國(guó)家的支持之下，中科院的相關(guān)團(tuán)隊(duì)也跟相關(guān)單位合作在構(gòu)建一種北京-上海的這么一個(gè)廣域網(wǎng)，有這個(gè)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?yàn)槟闶且呦蛉颉?/p>
在國(guó)外，比如：你這個(gè)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(gè)衛(wèi)星會(huì)在2016年7月初發(fā)射，在衛(wèi)星的幫助之下，我們?cè)诿總€(gè)終端都有衛(wèi)星接收天線就可以實(shí)現(xiàn)廣域全球化的量子通訊。除此之外，在量子計(jì)算方面目前也有一些相關(guān)的研究特點(diǎn)。通過(guò)提高量子計(jì)算可擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算基本功能，目前已經(jīng)有線路圖了。在國(guó)外像谷歌、微軟、IBM、英特爾，都在這方面開(kāi)展了相關(guān)的研究。
我們國(guó)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(lái)開(kāi)展量子計(jì)算方面的研究。我們期望能夠在五年左右的時(shí)間里面實(shí)現(xiàn)50個(gè)量子比特相關(guān)操縱。它的計(jì)算能力，那么大概就可以超越天和2號(hào)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(lái)。我覺(jué)得你歡迎它也好，不歡迎它也好。在不到5年或者10年的時(shí)間里面，慢慢的我們就會(huì)形成一個(gè)“天地一體化”的全球量子通訊基礎(chǔ)設(shè)施。在這個(gè)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(lái)互聯(lián)網(wǎng)。
這是我的第一個(gè)，或者也是我們學(xué)界的預(yù)測(cè)。
除此之外，在量子計(jì)算和量子模擬方面的研究，我覺(jué)得大概會(huì)在5-10年里面量子模擬機(jī)會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。但是通用的量子計(jì)算機(jī)我估計(jì)還要20年、30年，甚至更遠(yuǎn)的時(shí)間。但是我覺(jué)得在我們每一位生存時(shí)間里面，應(yīng)該是可以看到以量子計(jì)算作為保障、以量子計(jì)算作為終端的這么一個(gè)未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)。
