中国AI为何敢硬扛美AI？潘建伟在量子计算、通信、纠缠方面的突破

文丨关品方

相信不少人早已听过有关量子这个概念。一切物质微细到不可以再分裂就是粒子。电子、光子等是微观粒子，统称量子，没有固定单一存在形态，既是波，也是质。量子有两种表现形式，取决于观测。未测量前呈现波动特征（概率波叠加）。粒子没有确定位置，波函数弥散在空间；俗称“波的形态”，但这是概率分布，不是实物波。实施测量瞬间，波函数坍缩，立刻表现为粒子形态，在某个确定位置出现。这就是著名波粒二象性。量子纠缠和粒子有什么关系？量子纠缠的通俗解释是两个粒子相互作用后形成不可分割的整体关联，无论相隔多远，测量其中一个，另一个状态会瞬间确定。“窃听”或“窃看”（观测）能够破坏（干扰）这种量子纠缠态，是量子通信、量子计算的底层物理基础。

量子计算和量子通信以量子纠缠和量子态传输为核心，主要分两类：

-量子密钥分发（QKD）：利用量子不可复制、窃听必留痕迹，实现理论上绝对安全的加密密钥传递；

-量子隐形传态：利用远距离传输量子态，可以搭建未来量子互联网。

量子计算用量子叠加、量子纠缠替代传统0/1二进制（二进制是半导体的底座），可同时并行海量运算，对大数据分解、AI优化、材料模拟和密码破解；应用于量子通信，可以实现指数级加速，突破经典GPU的算力天花板。

量子计算和量子通信是基础。其他如6G，区块链，超高音速巡航导弹追踪，隐形机，人机接口，AI具身机器人，量子互联网等，基础技术全部源自量子纠缠和量子态传输。关键是超级高速（速度）和超级保密（安全）。这是笔者尝试以通俗语言表述。准确的数学语言表述是一系列方程函数，不在本文讨论范围。

最近国内有公开消息透露，潘建伟团队在量子通信和量子计算方面有核心里程碑式的突破。潘建伟1970年生于浙江东阳，今年56岁。他是中国科学院院士、中国科学技术大学（中科大）教授、前常务副校长，量子信息科学全球领军者。他本科、硕士就读于中科大近代物理系，后往欧洲留学，奥地利维也纳大学博士毕业；主攻量子光学、量子纠缠、量子通信、量子计算四大方向。就在最近，他成为首位获得联合国教科文组织“门捷列夫国际基础科学奖”的中国科学家，表彰其大规模量子网络与可扩展量子计算的开创性贡献。

潘建伟团队以中科大合肥“微尺度物质科学国家研究中心”、“量子信息重点实验室”为核心，集结陆朝阳、朱晓波、张强等顶尖青年科学家，由三大研究方向组《量子通信与广域量子网络组，光量子计算（九章系列）组，超导/中性原子量子计算（祖冲之号）组》，共同成功搭建“基础实验—工程研制—落地组网”一体化的科研梯队。

他的团队里程碑式的核心突破，包括以下三大方面。

（一）量子通信领域

1.2017年建成京沪干线：全球首条千公里级光纤量子密钥商用网络；

2.2016年发射墨子号：它是世界首颗量子科学实验卫星，实现1200公里《星地量子纠缠》分发、密钥分发、隐形传态；

3.2019年突破百公里级《器件无关量子密钥分发》和量子中继原型，解决远距离组网瓶颈。

（二）量子计算领域

1.九章系列光量子原型机：2020年的《76光子版本》率先实现光量子计算的优越性；迭代至九章4号，可操控3000个以上的光子，特定运算速度远超全球顶级超速计算机；

2.《祖冲之号》超导量子计算机：2025年实现“百比特级”超导量子的优越性，使中国成为全球唯一在光子、超导两条路线同时达成量子优势的国家；

3.中性原子阵列突破:2024年的《2024原子规模》为通用量子机器学习奠定基础。

（三）基础量子物理

实现了长距离、高保真《量子纠缠交换》、单光子源精度全球领先，夯实（内地用词，是打椿式打地基的意思）量子信息的底层物理基础。

潘建伟团队主打“天地一体化量子互联网+双路线量子算力”，一边搭建理论上不可破解的全球安全通信底座，一边突破经典算力速度的天花板；既服务国家信息安全，也为AI、新材料、生物医药提供了下一代超级算力支撑，是中国在量子科技赛道对标欧美研发、实现自主领跑的核心力量。老实说，中国在这方面极有可能已领先全球。这不是盲目吹捧。

潘建伟今年在量子通信领域的最新突破，是首次实现可扩展量子中继模块，DI-QKD突破100公里（到102公里），解决了远距离组网瓶颈。理论上，中国将来不论在室内还是室外，可以全天候量子互联网全覆盖，再没有需要设置传统的WiFi路由器。

在量子计算领域，他的九章光量子原型机《76光子版本》率先实现超级光量子计算；九章4号可控光子突破3000个，比顶级超算快10⁵⁴倍。他的研究成果为什么以墨子、祖冲之和九章来命名？笔者去年已经有文章介绍过。日后如有机会，另文解释。

在量子纠缠基础研究领域，潘建伟实现了长寿命原子量子纠缠、远距离高保真纠缠交换，为全球《可扩展量子互联网络》奠定了物理基础。

总而言之，潘建伟团队在中美AI博弈的过程中，正发挥关键性影响。在算力层面，他绕开美国GPU封锁，开辟AI新赛道。美国依靠英伟达高端芯片封锁中国大模型算力；中国弯道超车，以量子机器学习进行“指数级”加速AI大模型训练、优化参数、推荐搜索。潘建伟团队的量子计算优势，让中国未来可走“经典AI+量子混合算力”路线，摆脱单一芯片依赖。在安全层面，他构建AI数据安全底座，对冲美国密码霸权。AI海量训练数据和跨境模型通信需要绝对加密；量子通信提供“不可破解”密钥体系，保障中国WAICO全球AI合作组织的数据、模型传输安全；还有，量子计算具备破解传统RSA加密的潜力，一旦掌握量子算力，等同掌握数字攻防的主动权。因为掌握秘密武器，中国因此支持开源，对抗美国的闭源。

最后，在标准制定与生态维护层面，潘建伟正抢占下一代AI基础设施的话语权。美国力求主导经典算力和AI治理规则；中国依托天地量子网络+量子AI融合技术，估计可以主导全球下一代量子互联网和量子机器学习标准，为29国WAICO成员提供安全、普惠的AI底层基建，形成区别于美国闭源AI体系的独立生态。

中国的长期战略是形成“AI+量子”双轮驱动的代差竞争力，首先利用AI优化量子纠缠、操控算法；量子计算反过来可以突破AI的算力极限。潘建伟团队的领跑，让中国在“后摩尔时代的AI革命”中，不再被动追赶，形成中美两条不同技术路径的长期博弈格局。

笔者的结论是，量子纠缠是底层物理原理；量子通信解决AI数据绝对安全；量子计算解决AI算力速度瓶颈。潘建伟带领中国在天地量子网络、光量子计算方面全球领先，直接削弱美国芯片算力封锁对中国AI的压制，支撑中国主导的全球普惠AI开源联盟，重塑中美AI博弈的底层技术天平。这就是中国主导成立29国WAICO的底気。

笔者个人认为，香港的高考状元其实不必只想着聚焦于攻读医科，相关大学不应过度提供读医的高额奖学金抢状元。院校不可过份自主。建议大学领导应抬头望远，看到科学技术在AI、量子力学应用等领域更大的发展前景。这方面问题复杂，不是本文三言两语可以概括，因为涉及香港教育界的眼界和视野问题，以后如有机会，另文讨论。