文/關品方
相信不少人早已聽過量子這個概念。一切物質微細到不可以再分裂就是粒子。電子、光子等是微觀粒子，統稱量子，沒有固定單一存在形態，既是波，也是質。量子有兩種表現形式，取決於觀測。未測量前呈現波動特徵（概率波疊加）。粒子沒有確定位置，波函數彌散在空間；俗稱「波的形態」，但這是概率分布，不是實物波。實施測量瞬間，波函數坍縮，立刻表現為粒子形態，在某個確定位置出現。這就是著名波粒二象性。量子糾纏和粒子有什麼關係？量子糾纏的通俗解釋是兩個粒子相互作用後形成不可分割的整體關聯，無論相隔多遠，測量其中一個，另一個狀態會瞬間確定。「竊聽」或「竊看」（觀測）能夠破壞（干擾）這種量子糾纏態，是量子通信、量子計算的底層物理基礎。
量子計算和量子通信以量子糾纏和量子態傳輸為核心，主要分兩類：
·量子密鑰分發（QKD）：利用量子不可複製、竊聽必留痕跡，實現理論上絕對安全的加密密鑰傳遞；
·量子隱形傳態：利用遠距離傳輸量子態，可以搭建未來量子互聯網。
量子計算用量子疊加、量子糾纏替代傳統0/1二進制（二進制是半導體的底座），可同時並行海量運算，對大數據分解、AI優化、材料模擬和密碼破解；應用於量子通信，可以實現指數級加速，突破經典GPU的算力天花板。
量子計算和量子通信是基礎。其他如6G、區塊鏈、超高音速巡航導彈追蹤、隱形機、人機接口、AI具身機器人、量子互聯網等，基礎技術全部源自量子糾纏和量子態傳輸。關鍵是超級高速（速度）和超級保密（安全）。這是筆者嘗試以通俗語言表述。準確的數學語言表述是一系列方程函數，不在本文討論範圍。
最近國內有公開消息透露，潘建偉團隊在量子通信和量子計算方面有核心里程碑式的突破。潘建偉1970年生於浙江東陽，今年56歲。他是中國科學院院士、中國科學技術大學（中科大）常務副校長，量子信息科學全球領軍者。他本科、碩士就讀於中科大近代物理系，後往歐洲留學，奧地利維也納大學博士畢業；主攻量子光學、量子糾纏、量子通信、量子計算四大方向。就在本月10日，他成為首位獲得聯合國教科文組織「門捷列夫國際基礎科學獎」的中國科學家，表彰其大規模量子網絡與可擴展量子計算的開創性貢獻。
潘建偉團隊以中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心、中國科學院量子信息重點實驗室為核心，集結陸朝陽、朱曉波、張強等頂尖青年科學家，由三大研究方向組——量子通信與廣域量子網絡組、光量子計算（九章系列）組、超導/中性原子量子計算（祖沖之號）組共同成功搭建「基礎實驗—工程研製—落地組網」一體化的科研梯隊。
潘建偉團隊里程碑式的核心突破，包括以下三大方面：
（一）量子通信領域
1.2017年建成京滬幹線：全球首條千公里級光纖量子密鑰商用網絡；
2.2016年成功發射「墨子號」：它是世界首顆量子科學實驗衛星，實現1200公里星地量子糾纏分發、密鑰分發、隱形傳態；
3.2019年突破百公里級器件無關量子密鑰分發和量子中繼原型，解決遠距離組網瓶頸。
（二）量子計算領域
1.九章系列光量子原型機：2020年的76光子版本率先實現光量子計算的優越性；迭代至「九章四號」，可操控3000個以上的光子，特定運算速度遠超全球頂級超級計算機；
2.「祖沖之號」超導量子計算機：2025年實現「百比特級」超導量子的優越性，使中國成為全球唯一在光子、超導兩條路線同時達成量子優勢的國家；
3.中性原子陣列突破：2024年的2024原子規模為通用量子機器學習奠定基礎。
（三）基礎量子物理
實現了長距離、高保真量子糾纏交換、單光子源精度全球領先，夯實（內地用詞，是打椿式打地基的意思）量子信息的底層物理基礎。
潘建偉團隊主打天地一體化量子互聯網+雙路線量子算力，一邊搭建理論上不可破解的全球安全通信底座，一邊突破經典算力速度的天花板；既服務國家信息安全，也為AI、新材料、生物醫藥提供了下一代超級算力支撐，是中國在量子科技賽道對標歐美研發、實現自主領跑的核心力量。老實說，中國在這方面極有可能已領先全球。這不是盲目吹捧。
潘建偉今年在量子通信領域的最新突破，是首次實現可擴展量子中繼模塊，DI-QKD突破100公里（到102公里），解決了遠距離組網瓶頸。理論上，中國將來不論在室內還是室外，可以全天候量子互聯網全覆蓋，再沒有需要設置傳統的WiFi路由器。
在量子計算領域，他的九章光量子原型機76光子版本率先實現超級光量子計算；「九章四號」可控光子突破3000個，比頂級超算快10⁵⁴倍。他的研究成果為什麼以墨子、祖沖之和九章來命名？筆者去年已經有文章介紹過。日後如有機會，另文解釋。
在量子糾纏基礎研究領域，潘建偉實現了長壽命原子量子糾纏、遠距離高保真糾纏交換，為全球可擴展量子互聯網絡奠定了物理基礎。
總而言之，潘建偉團隊在中美AI博弈的過程中，正發揮關鍵性影響。在算力層面，他繞開美國GPU封鎖，開闢AI新賽道。美國依靠英偉達高端芯片封鎖中國大模型算力；中國彎道超車，以量子機器學習進行「指數級」加速AI大模型訓練、優化參數、推薦搜索。潘建偉團隊的量子計算優勢，讓中國未來可走「經典AI+量子混合算力」路線，擺脫單一芯片依賴。在安全層面，他構建AI數據安全底座，對沖美國密碼霸權。AI海量訓練數據和跨境模型通信需要絕對加密；量子通信提供「不可破解」密鑰體系，保障中國發起成立的世界人工智能合作組織（WAICO）的數據、模型傳輸安全；還有，量子計算具備破解傳統RSA加密的潛力，一旦掌握量子算力，等同掌握數字攻防的主動權。因為掌握秘密武器，中國因此支持開源，對抗美國的閉源。
最後，在標準制定與生態維護層面，潘建偉正搶佔下一代AI基礎設施的話語權。美國力求主導經典算力和AI治理規則；中國依託天地量子網絡+量子AI融合技術，估計可以主導全球下一代量子互聯網和量子機器學習標準，為已加入世界人工智能合作組織（WAICO）的29國成員提供安全、普惠的AI底層基建，形成區別於美國閉源AI體系的獨立生態。
中國的長期戰略是形成「AI+量子」雙輪驅動的代差競爭力，首先利用AI優化量子糾纏、操控算法；量子計算反過來可以突破AI的算力極限。潘建偉團隊的領跑，讓中國在後摩爾時代的AI革命中，不再被動追趕，形成中美兩條不同技術路徑的長期博弈格局。
筆者的結論是，量子糾纏是底層物理原理，量子通信解決AI數據絕對安全，量子計算解決AI算力速度瓶頸。潘建偉帶領中國在天地量子網絡、光量子計算方面全球領先，直接削弱美國芯片算力封鎖對中國AI的壓制，支撐中國主導的全球普惠AI開源聯盟，重塑中美AI博弈的底層技術天平。這就是中國主導成立世界人工智能合作組織（WAICO）的底氣。
筆者個人認為，香港的高考狀元其實不必只想着聚焦於攻讀醫科，相關大學不應過度提供讀醫的高額獎學金搶狀元。院校不可過分自主。建議大學領導應抬頭望遠，看到科學技術在AI、量子力學應用等領域更大的發展前景。這方面問題複雜，不是本文三言兩語可以概括，因為涉及香港教育界的眼界和視野問題，以後如有機會，另文討論。
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