你完全可以理解量子信息（16.2-完） | 袁岚峰
解读科学，洞察本质
戳穿忽悠，粉碎谣言
导读墨子号的发射和京沪干线的建设，标志着中国的量子通信接近了产业化。近代以来，这是第一次由中国创造一个新的产业，历史意义十分重大。愿中国青年都摆脱冷气，只是向上走，不必听自暴自弃者的说话。能做事的做事，能发声的发声。有一分热，发一分光。
前文参见： 你完全可以理解量子信息（1） | 袁岚峰
问：北京大学物理学院退休教师王国文写了许多文章，说量子通信的原理是错的，潘建伟是骗子。例如他的《扫谎打非：敦促潘建伟院士走出迷途》说：
笔者与量子打交道久长（一甲子），对量子真相探究的昔今情况比较了解，包括哲学、数学、理论和实验方面。自己漫长从容的探索也有所收获，结果可以说，还是拥护爱因斯坦、玻尔、德布罗意、薛定谔、海森伯、狄拉克、玻恩、盖尔曼、温伯格等不承认有鬼魅隔空作用。说隔空作用存在，爱因斯坦错了，细查并无确实的实验根据。如今，眼看量子物理被曲解，科学精神被罔顾，良知被泯灭，纳税人的辛苦钱被糟蹋，有些想法越来越觉得不得不说。从物理理论和实验两方面考察，有足够理由认为：所谓的非定域关联（非定域性，隔空鬼魅作用）——“当测量一个粒子时，另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态，无论它们相距多么遥远。”——纯属谎言，因而所谓“量子隐形传态可用于大容量、原则上不可破译（万无一失）的保密通信，也是量子计算的基础。”是无稽之谈。简而言之，量子隔空传输是巫术，多光子量子隔空传输是魔术加巫术。相信这个断言绝对经得起历史的检验，无后顾之忧，无需说等着瞧。因此，对潘建伟学术工作的评价概括为：依据的理论（teleportation理论）——荒谬绝伦，实验的路线——胡作非为，所谓的结论——肆意编造，所做的验证——虚伪假冒，所称的应用——画饼充饥。
答：王国文文章的实质，是在没有给出任何实验证据的情况下，单凭自己的主观臆断就否定科学界公认的量子力学原理。有理不在声高，而在实验证据。像他这样自说自话重复上一万遍，也不可能改变自然规律。
学术界无法跟王国文正常地讨论，因为只有在双方都尊重逻辑和实验证据的前提下，讨论才会有价值。他显然已经陷在自己生造的一套语言体系中了，对别人的证据完全视而不见。至于他的大字报式、充满人身攻击的文风，就更不用提了。
最令人哭笑不得的是，王国文此文还引用了许多批判潘建伟的网民言论，作为对自己的支持：
网民曾怒斥潘建伟团队的八达岭-怀来的和青海湖上的光子隔空传输实验：“真够不可思议的了”，“梦想中的梦想，而且是白日做梦。”，“原理还没清楚就开始吹快要实际应用了”，“这也敢拿出来，你真以为人都傻了吗？”，“把科幻电影的剧情发到学术刊物上了？”，“假的，不可能。”，“伪科学”，“忽悠，接着忽悠。”，“国产零零七”，“骗子漫天飞，这年头儿。”，“刘谦的魔术”，“张宏宝第二”，“这项成果可以获得诺贝尔吹牛奖”，“中国又开始出新的气功大师了”，“科学家都快等价于巫师了”，“我宁可相信河南有虎，这个决不信”，“见鬼了吧”，“愚人节吗？”，“什么是扯蛋？这就是扯蛋！”，“想圈钱？”，“国家应该立案严查，绝不能让这些骗子得逞。”，“一派胡言”，“没出成果别乱吹”，“亩产万斤，画大饼，炒作。”，“看来小潘是孙悟空再世了”，“跟在教堂听的感觉差不多”，“让我觉得他就是喜欢吹牛的大忽悠”。他们像一群嚷嚷皇帝没有穿新衣服的孩子，反映华夏子民的正义感和智慧。
请问，网民的话什么时候可以用来判断科学问题了？还“反映华夏子民的正义感和智慧”？这像是一个大学教师说的话吗？！
问：量子通信如果这么好，为什么美国欧洲不做？是不是因为他们早就发现了这个领域没有前途？
还有网民表示：“我不懂专业，但从朴素的感情出发，我不信中国能做出世界第一的科技贡献。”“短期内凡声称有超过美国的黑科技肯定是骗局。”
答：谁说欧美不做量子通信？只要睁开眼看看世界，证据俯拾皆是。
2016年5月，欧洲发表了《量子宣言》（http://qurope.eu/manifesto），宣布将从2018年起启动10亿欧元的量子技术旗舰研究计划。其中的第一项研发目标，就是“发展能用于密码术和窃听检测的量子中继器的核心技术，实现长距离、点对点、量子安全的连接”。
欧洲《量子宣言》
2016年7月22日，美国国家科学技术委员会发布《先进量子信息科学：国家挑战及机遇》的报告（http://mp.weixin.qq.com/s/FRPyx_Xu-dPicH1l0BEcCQ）。其中提到：
量子通信是目前较活跃的研究领域。其中，量子密钥分配研究近期受到广泛关注。近期，量子通信还可能应用于虚拟货币防伪和量子指纹鉴定等。远期应用方面，量子网络将连接分布式量子传感器，用于全球地震监测。未来5-10年，将开发出可靠的光子源及相关技术，实现远距离量子信息传输，并推动量子处理器间数据共享协议的相关理论研究。
事实上，欧美正在增加对量子通信的投入，而且这在很大程度上是受到了中国飞速进步的刺激，努力要追赶中国。
当中国落后时，许多人经常抱怨中国没有创新。现在中国领先了，这些人又认为：你怎么能走在别人前边？肯定是假的！得，中国是里外不是人，无论如何都要背锅。我不禁要请问一下，要怎么样你们才会开心呢？这是典型的失败者思维方式，自己失败就不相信别人能成功。
问：量子技术听起来就不靠谱。
例如潘建伟在一个科普报告中说：
比如说我在上海的航班延误了，但要在几分钟之内到北京，怎么办？我坐飞机肯定不行了，但是如果说北京和上海之间我有两团纠缠物质的话，我可以对上海的这个潘建伟和旁边这种纠缠物质进行一种测量，把它都变成一个个纠缠粒子，那么你会得到一组数，通过这无线电台可以把它发射到北京。到了北京之后，可以对这团物质再做一种所谓的幺正变换，就可以用同样多的物质把它给重构出来。这样一种过程，我们就把它叫作量子世界的筋斗云。当然，要传送人、传送比较复杂的客体，还需要比较长的时间。
对此，有人嘲讽道：“潘建伟大师的终极目标是大变活人，用量子纠缠态进行隐形传输，把一个人分解了以接近光速瞬间传输到另一个遥远的地方组装，这么重大的军事价值，国家应该投资几万亿。”
答：有了本文的基础，你就明白潘建伟在这里说的是量子隐形传态。
科学家在媒体面前经常有一种无奈：说得专业、准确，对方听不懂；做个形象的比喻，又损失了准确性。普通人如果感到媒体上的一些表述不可思议，应该想到这可能只是一个简化的说法。他们要是给你摆出一堆数学公式和实验仪器，严谨倒是严谨了，你看得懂吗？因此，要质疑科学家，针对的应该是他们的科学著作，而不是媒体上的比喻。
大家要想明白一个基本道理，现代科学是很不容易学会的。博士寒窗苦读十几年才掌握的知识，三言两语就给你讲得完全理解，世界上怎么可能有这么便宜的事？有时在我写的科普文章的评论区里，有人留这样的言：“你写的我看不懂，所以这个东西肯定是假的。”这脑子是怎么长的？！
你坐汽车、飞机的时候，有没有先理解内燃机的原理？大多数人没有，只是相信专业人员而已。这是现代社会能够运行的基本前提。如果你什么都不信，那只能住到山洞里去了。
问：2017年7月，日本信息通信研究机构（NICT）宣布首次用超小型卫星成功进行了量子通信实验，该机构称这使超远距离、高保密性卫星通信网研究向前迈进一大步。日本的技术是不是超过中国了？
答：没有，这是个假新闻，日本的卫星根本没有做量子通信的实验。他们自己的论文写得很清楚，这颗卫星不能做量子密钥分发（回想一下，这是量子密码术的另一个名字，也就是很多媒体在报道“量子通信”时实际指的东西），因为每个光脉冲中包含一亿个光子。我们前面强调过，量子密码术要求用单光子，所以一亿个光子就是一亿倍的不达标。
为什么要用这么多光子？因为他们的对准精度不够。所以，这颗卫星实际做的是常规的激光通信。他们认为他们的技术有可能用到星地量子通信上，这我们没意见。但无论如何，这项工作只能算是尝试发展相关技术，本身绝对没有实现量子通信。
特朗普怒怼假新闻
最可笑的是，日本作者的论文中明确承认没有做量子通信，他们所在的单位NICT却在主页中睁眼说瞎话，自称实现了星地量子通信（http://www.nict.go.jp/en/press/2017/07/11-1.html）。各个媒体的错误报道就是这么来的，——谁能想到一个堂堂的国立研究机构公然撒谎啊！论文不是假论文，消息却是假消息，如此奇葩世所罕见！
十七、结语
量子信息领域的国际竞争，大图景如下。在量子通信方面，中国领先，欧洲和美国也投入了很多努力，在跟随中国发展。在量子计算方面，欧美领先，中国也不断做出重要的成果，最近接近了并驾齐驱。如果这两个领域相比较，整体而言量子计算的重要性高于量子通信，但离实用也更远。
对于中国这样一个整体上处于落后位置、泄密风险十分严重的国家，量子密码术简直是上天送来的礼物，应该以最高的优先级发展。如《孙子兵法》所言：“先为不可胜，以待敌之可胜。不可胜在己，可胜在敌。”好比在冷战时期，美苏追求的是全球霸权，而中国追求的首先是保住自己，所以美苏的上万件核武器都不能达到目标，而中国的有限核威慑就足以达到目标。
墨子号量子卫星的发射和量子通信京沪干线的建设，标志着中国的量子通信接近了产业化。自从人类进入近代社会以来，这是第一次由中国创造一个新的产业。我们在许多产业做到了世界第一，例如高铁、电信、超算，固然都很了不起，但这些产业都是别人开创的，我们是在别人的框架里后来居上。只有量子通信，在国际上是没有先例的。这个中国首创的产业是一座里程碑，历史意义十分重大。
中国在农业社会的时间太久，太多人以四平八稳随大流为美德，甚至在别人做出成果后还要千方百计地去诋毁谩骂，这种文化必须改变。鲁迅在《热风·随感录四十一》中说得好：“愿中国青年都摆脱冷气，只是向上走，不必听自暴自弃者的说话。能做事的做事，能发声的发声。有一分热，发一分光。”
创新不只是科技人员的事，全社会民众都应该参与进来，建立推崇创新、奋发有为的文化。中国的发展已经到了以科技创新为核心的阶段，现在一切条件都远胜从前，只要发挥主观能动性，有什么能阻止你为天下先呢？
愿这大时代，点亮你心中的梦想！
（全文完）
背景简介：本文作者为袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员，科技与战略风云学会会长，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。本文应新浪科技之邀，2017年8月31日以《<科学大家>| 4万字干货！你完全可以理解量子信息》为题发表于新浪科技“科学大家”栏目（http://tech.sina.com.cn/d/2017-08-31/doc-ifykpysa2199081.shtml）。
致谢：感谢中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室陈宇翱教授、陈腾云博士、彭新华教授、陆朝阳教授、张强教授、张文卓博士和清华大学交叉信息研究院尹璋琦博士、物理系王向斌教授在科学内容方面的指教。
责任编辑：郭尖尖
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