最近，中国科技大学、哈佛大学的量子通信论文在同一期《自然》杂志发表，引发业内和社会关注。依托中国科大组建的中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、包小辉、张强等科研人员构建了全球首个基于量子纠缠的城域三节点量子网络；哈佛大学米哈伊尔·卢金团队利用波士顿地区的电信光纤，首次在金刚石SiV（硅空位）色心体系中实现了双节点远距离量子纠缠，光纤距离达到35公里左右。
这两项科研突破背后的科学原理是什么？哪个成果的水平更高？它们有什么应用价值？记者采访了中国科大专家团队。
基本原理：量子通信为何能防窃听
量子通信的科学原理源于量子力学，这是与经典力学差异很大的物理学分支，也是迄今为止描述微观世界最准确的理论。专家介绍，一个物理量如果不能连续变化，只能取一些分立的值，这个量就是量子化的。宏观世界里的物理量似乎都能连续变化，但在微观世界里，很多物理量是量子化的，即存在一个最小的单位，不能再往下分割。
经典力学描述一个宏观物体的状态，会给出它的明确位置。而量子力学描述一个微观粒子的状态，给出的是叠加态——这个粒子在某些情况下既可能在这里，也可能在那里，没有确定位置。好比孙悟空的分身术，它能同时出现在多个地方，各个分身就像是孙悟空的叠加态。
在通信领域，经典通信的信号只有0和1，量子通信不仅有信号0和1，还有0+1、0-1等量子叠加态。这种叠加原理导致了量子不可克隆原理：在量子力学中，不可能实现对一个未知量子态的精确复制。这是量子通信达到“无条件安全”的基础。
任何经典通信都存在被窃听的可能。窃听时，0和1这两种信号不会被扰动，所以通信双方无法察觉。而量子通信可以将信息编码，加载到单个光子的量子叠加态的偏振方向上。单光子是光能量的最小组成单元，不能再分割，其量子状态无法被精确复制，所以任何窃听行为都会对其造成扰动，从而被通信双方察觉。通过量子态传输，通信双方协商生成量子密钥，再加上对信息进行“一次一密”的加密保护，可实现信息在传输中的完全随机、不可破译，从根本上确保通信安全。
量子纠缠：中国科大效率优势明显
“在量子信息领域，纠缠是非常宝贵的资源。量子通信中，量子密钥分发就是利用纠缠的非定域性，通过比对发送方和接收方手中纠缠的测量结果，确定密钥的安全性。”中国科大博士、“墨子沙龙”科普作家林梅说，当几个微观粒子彼此相互作用后，各个粒子的特性会综合成整体性质，无法描述单个粒子的性质，这种现象被称为“量子纠缠”。
最近发表于《自然》的中国科大成果，是研究团队利用冷原子系综，首次通过单光子干涉在独立存储节点间建立量子纠缠，并在此基础上构建了全球首个基于纠缠的城域多节点量子网络，将量子纠缠网络实验的距离由几十米延长到几十公里。
实验节点布局示意图：Alice节点位于中国科大东区，Bob节点位于合肥创新产业园，Charlie节点位于安徽光机所（来源：墨子沙龙）
纠缠效率是量子纠缠网络实验的重要指标，与哈佛大学团队在《自然》上发表的成果相比，中国科大成果的纠缠效率高两个数量级以上，优势明显。
未来应用：为保密通信提供支撑
当然，哈佛团队也取得了重要突破——首次在SiV色心体系实现了双节点远距离纠缠。与中国科大的几十公里纠缠网络水平相近，哈佛团队先让两个量子存储节点纠缠在一起，再通过光纤链路将这两个节点分开，部署在穿过剑桥、萨默维尔、沃特敦和波士顿的约35公里环路上。这意味着，他们也实现了城域级别的量子通信。
通过美国剑桥和波士顿的双节点量子网络路径地图（来源：哈佛大学）
波士顿地区的两个量子存储节点都由金刚石薄片制成，其内部原子结构中有一个缺陷，称为SiV中心。使用SiV中心作为单光子的量子记忆设备，是哈佛团队研究多年的技术路线。它解决了量子互联网理论中的一个难题——无法以传统方式增强信号。根据量子不可克隆原理，一个未知量子态不可能被精确复制，所以量子网络无法采用光纤信号中继器，导致数据很难长距离传输。
基于SiV中心的量子网络节点不仅能捕获、存储和纠缠量子信息位，还能纠正信号丢失，让长距离数据传输成为可能。哈佛团队已将演示网络安装在现有光纤上，展示了创建具有类似网络线路的量子互联网的可行性。
林梅博士认为，在未来可行性验证方面，中国科大团队构建的城域三节点量子网络优于哈佛团队建立的光纤链路。因为后者只有两个节点，而网络雏形至少要包含三个节点，这样才能验证其通信切换的功能——当A、B两个用户在利用量子网络进行通信时，C用户可随时切入，与A或B用户进行通信。
展望未来，量子网络凭借极高的安全性，可应用于政务、金融、电力、大数据等重要领域，为保密通信提供有力的科技支撑。量子网络还有望连接一台台量子计算机，未来形成量子互联网，让专业人士和公众体会到量子计算机的超强运算效率。
栏目主编：黄海华 题图来源：图虫 图片编辑：苏唯
来源：作者：俞陶然
民进党参选桃园市长的前新竹市长林智坚因台大论文被认定严重抄袭而退选，但他仍坚称自己没有抄袭，会继续证明清白。岛内舆论最新爆料称，他确实没有抄袭，因为整篇论文都是助理代笔的。
据台湾中时电子报15日报道，资深媒体人钱怡君14日在网络直播节目中爆料称，林智坚真的没有抄袭，因为论文根本不是他写的，主持人吴子嘉当场惊叹“太离谱了！”15日，媒体人黄扬明进一步披露称，林智坚7月24日召开记者会提出所谓的电子邮件证据后，隔天就有台大国发所人士告知，曾在林智坚论文指导教授、台安全部门高官陈明通的课堂上见过林的助理杨玲宜，她以旁听的方式上课抄笔记。黄扬明透露，陈明通的习惯是把指导学生拉在一起开论文讨论会，林智坚和余正煌（林抄袭的就是余的论文）都在场，杨玲宜也出席，甚至每次都全程参与，出勤率比林智坚还高。
黄扬明称，杨玲宜对这篇论文的内容没有那么了解，所以论文一度中断，写不下去，后来由林智坚办公室另一名陈姓助理接手，两人前后合作共同完成这篇挂着林智坚名字的论文。 之后林智坚一直说他是原创，连对党内都这样讲，但早有绿营幕僚7月下旬时就通过知情人士了解代笔的整个过程，不过民进党还是坚持拗下去，才会出现台大审定结果出炉后，蔡英文仍力挺林智坚的情况。
针对上述爆料，杨玲宜在脸书声称已进行公开澄清，如果有其他指教欢迎向法院提告，“若只是听说、网友说、某人说，相关臆测的说法，编造子虚乌有的故事，恕我无法奉陪！”15日，民众党桃园市长参选人赖香伶表示，如果是代笔的话整篇论文都是假的，除了撤销学位，也涉及学术道义与刑事上的问题，这涉及到很严重的诈骗，如果是诈骗，征召林智坚参选的蔡英文要为此道歉。国民党桃园市长参选人张善政竞选办公室发言人何元楷称，林智坚已经踩了抄袭底线，现在又被爆出代笔，民进党桃园市长参选人郑运鹏还要盲目挺坚吗？民进党还要硬拗下去吗？不少网友纷纷涌入杨玲宜的脸书留言批评，有人嘲讽说，“原来小智真的没有抄，但学位要给助理啊”，还有人说，“代写更严重吧，代表根本就没写”。
作家苦苓发文称，以目前在职研究生来说，一般情况是只要有助理，基本上不会自己写论文，如公司老板、民意代表、医师等，顶多事后稍微看一下，因为写完论文后，仍要进行20至30分钟的口试。以陈明通那种硕士论文指导方式，比较会写的助理或硕士生，半年可以写两篇论文以上，赶的话一两个月就可以写一篇，所以学术界95%以上的老师或研究人员是不会去参考硕士论文的，原因在于学术价值偏低、可信度不高，“换句话说，如果不是你要选举，谁会管你的硕士论文写什么？”
除了台大硕士论文外，林智坚在中华大学的硕士论文也涉嫌抄袭，中华大学的判定即将出炉。 台湾《联合报》15日发表社论称，一个人的两篇硕士论文要被两所大学否定的案例，恐怕举世罕见。如今蔡英文“换坚”固然为选情止血，但疗伤哪能马上止痛，何况还有陈明通等诸多衍生争议待解，学界这把火还在烧。而选举近在眼前，蔡英文为转移焦点又开始大打“反中牌”，但很难奏效，“现实的台海危机让民众看清，绿营两岸嘴炮终难挡中共实兵军演”。文章说，选战议题难主导，基层经济压力大，蔡当局的大内宣更让民众反感，“这些都是后蔡英文时代的领导难题，已经不只是一时的选举成败而已”。
截图是《环球时报》8月16日10版文章
栏目主编：秦红 文字编辑：宋彦霖 题图来源：图虫 图片编辑：苏唯
来源：作者：环球时报
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