潘建伟（中）与同事在做科学实验。
神秘的量子世界。
东阳籍年轻科学家潘建伟这几天又成了新闻人物，他领衔的科研小组在实用化量子通信方面取得了重大进展，建成了世界上首个光量子电话网。这标志着绝对安全的量子通信由实验室走进了日常生活，第一次真正展现了它的实用价值。
5月8日中午，记者与潘建伟取得了联系，请他解答了一些问题。
什么是光量子电话网？
什么是光量子电话网？潘建伟说，量子通信是利用了光子(光的最小单位)等粒子的“量子纠缠”原理。在微观世界里，不论两个粒子间距离多远，一个粒子的变化都会影响另一个粒子的现象叫“量子纠缠”，这一现象被爱因斯坦称为“诡异的互动性”。科学家认为，这是一种“神奇的力量”，可成为具有超级计算能力的量子计算机和量子保密系统的基础，这被称为“爱因斯坦预言”。从20世纪90年代开始，国内外科学家一直致力于将量子通信理论进行实用化的研究。光量子电话网建成后，将绝对安全通信的距离拓展到200公里。今年底，研究小组还将把用户间距扩大，基本覆盖一座城市。
潘建伟介绍，光量子电话网是在标准通用光纤的基础上完成的一次实验，有3个节点，节点间距（通信半径）达到20公里，覆盖范围为1000平方公里。“我们这一次是小试，接下来将试验5个节点，明年年底试验40个节点。”
据介绍，量子通信是量子力学和经典通信的交叉学科，有着传统通信方式所不具备的绝对安全特性，在国家安全、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景。
2003年，韩国、中国、加拿大等国学者提出了诱骗态量子密码理论方案，彻底解决了真实系统和现有技术条件下量子通信的安全速率随距离增加而严重下降的问题，引起了广泛关注。2006年夏，潘建伟科研小组、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室、欧洲慕尼黑大学-维也纳大学联合研究小组各自独立实现了诱骗态方案，同时实现了超过100公里的诱骗态量子密钥分发实验。这三个实验同时发表在国际著名物理学期刊《物理评论快报》上，真正打开了量子通信走向应用的大门。
此后，潘建伟科研小组针对量子通信实用化展开了攻关研究，研制成功量子电话样机，并在商业光纤网络的基础上，组建了可自由扩充的光量子电话网，节点间距达到20公里，实现了“一次一密”加密方式的实时网络通话和3方对讲机功能，真正实现了“电话一拨即通、语音实时加密、安全牢不可破”的量子保密电话。这项成果日前发表在《光学快递》上，把我国实用化量子通信的研究推向了国际领先的水平。
为什么量子通信绝对安全？
电报有密码，存在被破译的可能。电子邮件的渠道也不可靠。“而用光量子电话网，虽然跟平常打电话一样，却不用担心被窃听，相互之间通话绝对安全。”潘建伟对记者说，“我们光量子电话网为什么不怕窃听？主要是量子通话采用的是‘一次一密’的加密方式，两人通话期间，密码机每分每秒都在产生密码，牢牢‘锁’住语音信息；而一旦通话结束，这串密码就会立即失效，下一次通话绝不会重复使用。而且，量子通信所提供的密钥无法被破解。”
见记者还是不太明白，潘建伟又说：“因为它用‘单光子’作为信息载体，产生密钥。我们将光打成一个个小包裹的形式释放，每一份就是一个光子，携带着信息。窃听者不可能只窃取单光子的一部分，他要么将它全部窃走，要么不窃。而只有单光子被合法用户接收，才会产生密钥。与此相比，光通信用的是很强的光，窃走一些光子，信息就会全部泄露。”
量子电话也有交换机、线路，同样可以实施窃听。怎么保密？对此，潘建伟通俗地解释说：“量子电话通话时，双方的密钥如果被别人偷窃过，通话双方可以发觉。没有这个密钥，即使通信内容被窃听，窃听者也无从知道其实质含义。”他说。
据介绍，量子通信不仅在军事、国防等领域具有重要的作用，而且会极大地促进国民经济的发展。自1993年美国IBM的研究人员提出量子通信理论以来,美国国家科学基金会、国防高级研究计划局都对此项目进行了深入的研究,欧盟在1999年集中国际力量致力于量子通信的研究,研究项目多达12个。日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目。
“我们研究量子通信，目的就是希望能够为人们的日常生活服务。”潘建伟说。他认为，等光量子电话网技术成熟，走向产业化，带来的肯定是一场通信技术的革命。“到那个时候，希望家乡的企业能够积极参与这个项目。”
“爱因斯坦迷”如何破解“爱因斯坦预言”？
潘建伟1970年3月出生在东阳，1995年获中科大理论物理学士和硕士学位，后到维也纳大学师从量子力学世界级大师塞林格攻读博士学位。2005年，他与杨涛、彭承志等同事发表了题为《13公里自由空间纠缠光子分发：朝向基于人造卫星的全球化量子通信》的研究论文，引起了同行关注，并让人们看到实现全球化量子通信的可能性。
2008年，潘建伟及同事利用冷原子量子存储技术，首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交换，建立了由300米光纤连接的两个冷原子系统之间的量子纠缠。这种量子纠缠可以被读出，并转化为光子纠缠，以进行进一步的传输和操作，从而实现了首个“量子中继器”。欧洲物理学会在年度十大成就介绍中，评价该成果为：“借助它，量子通信可以达到任意遥远的距离。”《自然》杂志的评价是：“扫除了量子通信中的一大绊脚石。”
潘建伟这些成就的取得，似乎和他从小的理想和爱好有必然的联系。因为，业内所有人都知道，伟大的科学巨人爱因斯坦，正是潘建伟从童年开始就崇拜的偶像，他经常把爱因斯坦的著作抱在胸前，双目微闭，似乎在与巨人对话。上大学后，他熟读了爱因斯坦的所有著作，希望有一天能破解爱因斯坦提出理论但未论证的东西。
早在中国科技大学读书的时候，潘建伟因为喜欢爱因斯坦，同学就把爱因斯坦的姓“阿尔伯特”作为他的绰号，或者干脆简称他为“伯特”。
在科幻小说《星际旅行》的故事中，星球战士从某一地点突然消失，瞬间出现在遥远的另一点。现实生活中，我们可以办到吗？“积以时日，能够传送人类本身。”潘建伟说，“但我们在‘星际旅行’前，一切的科学研究都首先要脚踏实地。”
记者问他今后的研究工作是否还愿意和爱因斯坦一直“纠缠”下去，继续破解量子力学通信中的一些未解之谜，他说：“我希望今后开展的研究工作能够对最终解决令爱因斯坦迷惑一辈子的‘量子力学非定域性’有所帮助。”
“历史经验告诉我们，基础科学研究总有一天会被利用，量子力学也不例外。”潘建伟说。量子论创立于1900年，没想到1995年就找到了新的应用领域。一个是量子计算机，其速度将比现在的计算机快几万亿倍，甚至几亿亿倍；另一个就是量子通信，这项研究很有希望产业化。
“等技术成熟以后，希望能在这个项目上对家乡有所回报”。潘建伟开心地说。
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