按照潘建偉的設想，未來10~20年，將通過多顆量子衞星和包括“京滬幹線”在內的地面光纖網，構建一個天地一體的全球化量子通信網絡，這張網也將成為信息安全免受外界攻擊的最強保障。
據潘建偉團隊的科研人員向第一財經記者介紹，量子通信的傳輸途徑包括可信的中繼站以及衞星和地面之間的星地量子通信。即將建成的“京滬幹線”就是為了保證量子密鑰的傳輸安全。而星地量子通信則是依靠量子衞星。據潘建偉介紹，他的團隊已經通過實驗驗證了微弱量子態在穿越大氣層後是有可能保持的，而且每秒可傳輸1萬個量子密鑰。但1萬個是遠遠不夠的，因此未來還將發射多顆量子衞星，形成“星羣”。
量子技術泰斗級人物、日內瓦大學量子科學家Gisin教授對第一財經記者評價：“這對一個國家在電信、核能、航空、金融、國防等關鍵戰略性領域的影響是重大的。”
第一財經記者獲悉，中國科學院已確定計劃，將在“墨子號”量子科學實驗衞星的基礎上，繼續研製3至5顆低軌量子通信衞星，以實現量子密鑰分發的實用化，同時還將着手開展中高軌量子通信衞星的研製。
值得一提的是，作為“墨子號”衞星的首席科學家，潘建偉表示中國將保持開放心態，積極參與國際合作。他介紹道，去年以來，中科大與中科院上海技術物理所等組成的科研團隊，與奧地利科學院安東-塞林格研究組合作，利用“墨子號”在中國和奧地利之間實現了長達7600公里的洲際量子密鑰分發，並利用共享密鑰實現加密數據傳輸和視頻通信。塞林格也是潘建偉在維也納大學的博士導師。
今年下半年，我國科研團隊還將與意大利帕多瓦大學合作，物理學家伽利略曾在該校執教。此外，與日本、加拿大的合作也提上議程。
中國正在籌建的國家實驗室涉及合肥、上海和北京等地，僅合肥量子信息實驗室佔地就將達554畝，如此規模在全球都比較罕見。
這也是繼墨子號量子衞星、量子通信“京滬幹線”之後，中國在量子科學領域的又一次大手筆投入。此前中國科學技術大學內部人士向第一財經記者透露，目前該項目已經獲得安徽省和上海市政府各10億元左右的配套啟動資金，而國家長期投入將達到千億元人民幣。
1996年，潘建偉在奧地利維也納大學第一次見到導師塞林格教授。這位量子物理學世界級大師問道：“你的夢想是什麼？”他的答案脱口而出：“我要在中國建一個世界一流的量子物理實驗室。”
現在，他正在向這個方向努力。
回國後，潘建偉在母校中國科學技術大學組建了量子實驗室。他的團隊取得了首次實現光子比特與原子比特間的隱形傳態，首次實現具有存儲和讀出功能的量子中繼器，將單次激發量子存儲時間提高了2個數量級，實現了對糾纏光子的量子存儲等成果。合肥的量子通信城域試驗網也成為全球首個擁有規模化量子通信網絡的城市。
在潘建偉的“量子版圖”裏，堅固的“地基”就是中國科學技術大學的量子實驗室。這是一切產業化應用的理論基礎。儘管中國開始研究量子信息學的時間晚於歐洲，還是湧現出潘建偉、郭光燦和段路明等一批優秀的科學家，目前，這一隊伍還在不斷壯大。
而中國科技大學在中國量子通信產業中有舉足輕重的地位。
最典型的是科大國盾，科大控股是其主要股東。此外，問天量子等也都是中科大下屬的產業。
同樣值得關注的一家公司是九州量子。中科大雖然不直接控股九州量子，但九州量子的首席科學家陳增兵就是潘建偉的同學。儘管中科大和潘建偉個人並沒有持股，但在九州量子成立合資公司期間，中科大做了很多工作幫助他們建立起整個網絡。
九州量子此前公佈投資了6500萬元人民幣與瑞士頂尖的行業企業IDQuantique(IDQ)共同建立合資控股子公司浙江理想。按出資比例，九州量子佔65%股份，IDQ佔35%股份，總投資規模達1億元人民幣。IDQ成立於2001年，該公司的聯合創始人是日內瓦大學的Gisin教授。而在九州量子的公告中，Gisin是合資公司的首席科學家。
而通過將產、學、研真正實現一體化，中國正在加快步伐構建整個產業鏈，打通上下游。科大國盾總經理趙勇對第一財經記者表示：“科大國盾負責為九州量子的設備提供上游的研發和產品開發，而九州量子更加註重商業化，以下游為主，研究如何落地和使用。”
不過，量子通信大規模地產業化仍然有不少挑戰。目前來看，成本是最大的問題。對此，九州量子總經理曹文釗表示：“要擴大產業化應用，就要使同樣的價格發揮更大的作用，這樣客户對價值的感知就不一樣了，接受度更高。比如購買一套設備，再加一些應用，性價比就提升了。”
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