如果要评选世界物理学历史上最伟大的那些年代，那么17世纪末和20世纪初一定会入选。前者以牛顿的近代经典物理学的诞生为基础，后者则为我们带来了相对论和量子论，并彻底推翻和重建了整个物理学体系。到了21世纪的今天，我们的现代文明，从电脑到激光，从核能到生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子理论。

自从德国物理学家普朗克发现量子以来，量子成为了表现出物理量特性的最小单元，普朗克提出：像原子作为一切物质的构成单位一样，量子是能量的最小单位，原子吸收或发射能量是一份一份地进行的。能量的传输也必须遵照，一次至少传输一个确定的量，而不可以无限地细分吸取，不可能出现半个单位或者四分之一单位这种情况。量子理论也解释了牛顿力学很多无法解释的物理现象，成了现代物理学的重要基石。

量子除了具备能量非连续、不可分割的特性，还有两大重要特性，不确定性和互相纠缠的特性。不确定性是指量子的速度、质量、位置等物理量，不可能同时有确定的数值，受到外界影响，处于随机无序的变化中。互相纠缠的特性是指，具有纠缠态的两个量子无论相距多远，只要一个发生变化，另外一个也会瞬间发生变化，从某种承担上来说，量子纠缠这种关系一旦发生后，就保持了下去，微观量子能够保持这种记忆能力，能够区分和识别和其有“纠缠关系”的特定量子，能够不受时空限制地“认识”和“记住”这种纠缠关系，这用纯物质的观念是无法理解的，从微观层面体现了物质和意识的融合。不确定性和互相纠缠的特性，对量子在通信技术领域的运用起到了关键的作用，量子在通信技术中是以光量子的形式进行信息传递，光量子就是光的最小单位。首先从互相纠缠的特性而言，一对纠缠光量子经过耦合后，就好像一对“心有灵犀”的骰子，甲乙两人身处千里之外的两地，分别各拿其中一个骰子，甲随意掷一下骰子是3点，与此同时，乙手中的骰子会自动翻转到3点。事实上，乙甚至根本不需要知道也不能查看自己手中究竟握着几点。因为在物理学上，每一次对纠缠光量子的测量都会破坏原有的状态，“就像冰淇淋，你必须尝一口才知道它的味道。但当你尝了一口时，冰淇淋就已经发生改变。”

基于量子的互相纠缠的效应，使得量子通信具备了“超远距离瞬间位移”的效应。早在2008年，瑞士的科学家们曾做过关于光量子瞬间位移的实验，首先，研究人员们将光量子对拆散；然后，通过光纤向两个村庄接收站进行传送，接收站之间相距大约18公里。沿途光量子会经过特殊设计的探测器，可以记录下传输速度。最终，接收站证实每对相互纠缠的光量子被分开传送到接收站后，两者之间仍然存在纠缠关系。通过对其中一个光子的分析，科学家可以预测另一光子的特征。在实验中，任何隐藏信号从此接收站传送到彼接收站，仅仅需要一百万兆分之一秒。这一传输速率保证了接收站能够准确地检测到光量子。由此得出光量子的传输速率至少是光速的10000倍。

同时基于量子的不确定性的特征，量子通信绝不会泄密，首先量子的物理量不可能有确定的数字，呈现出随机的变化，即使被窃取者截获，也无法得到正确的密钥，因此无法破解信息；其次，在通信双方手中处于互相纠缠的2个量子，其中一个量子态发生变化，另外一方的量子态就会随之立刻变化，并且根据量子理论，宏观的任何观察和干扰，都会立刻改变量子态，因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏，并非原有信息。

量子通信的超高速和安全性的特征，使得量子通信比传统的光纤通信、卫星通信、无线通信等传统通信方式具备了不可比拟的性能优势。量子理论、量子通信技术的虽然诞生在欧洲，但我国对于量子通信技术格外重视，涌现了多个全世界顶尖的研发团队，其产业应用和技术水平上已经处于世界领先的水平。笔者有幸今年曾在中国科技大学旗下的科大国盾公司参观了“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网实验室，其中其中骨干部分-“沪杭干线”已于今年竣工，是全球第一条量子保密通信商用干线。从杭州到上海沿线的政府、银行、企业等对数据保密传输有较高要求的主体，能获得安全性强、保密度高的专线数据服务。此外“京沪干线”也即将交付使用。中国人在量子通信领域成功“弯道超车”，一举走到了美国和欧洲的前头。

2016年8月16日，中国在酒泉卫星发射中心将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”送入太空轨道，它预示着人类将首次完成卫星与地面之间的量子通信，标志我国在空间量子通信技术上的突破，有着地面光纤量子通信网络无法比拟的优势，进一步巩固我国量子通信产业在全世界的领先地位。短期内，国内量子通信已是100-130亿的市场空间，长期而言，必定是万亿的市场规模，量子通信在军事、国防、金融等信息安全领域毋庸置疑有着相对于其它技术巨大的安全优势，也因此有着重要的应用价值和广阔的应用前景。同时，量子通信技术还可用于涉及秘密数据、票据的政府、电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政等领域和部门，军民两用的特性将更加促进其飞速发展, 同时保障其未来广阔的市场空间

不仅如此，量子通信的想象力空间极大，未来在人工智能、大数据、云服务市场必将大显身手。想象一下电影《黑客帝国》、《X战警：逆转未来》等经典画面，都会成为现实，数字化的运用不仅只是存储、传输、分析和管理，而是万物可以被数字化，可以自由切割、组合、迭代和纠缠，因为从微观物理的理论层面来说，量子理论已奠定了扎实地理论基础。可以畅想在未来，量子通信支持的瞬间位移技术，可以让我在上海通过量子感应器，扫描自己的身体信息进行量子化，然后在万里之外的伦敦，通过另一台量子接收器，将接受到量子信息进行复原成自己，从而实现了相隔万里的瞬间位移。表面上看，和3D打印有类似之处，但本质是完全不同，3D打印只是在分子层面制造了物体，不具备意识属性，而量子通信是从最微观的量子层面，通过纠缠效应等特征进行了再造，而量子是兼备了物质和意识属性的。进一步来说，如果把时间的量子化融入到瞬间位移的技术中去，从前文可知，时间也是物质的一种属性，时间的速度是光速，而量子的速度远远超过光速，如果从时间这个维度在瞬间位移的同时进行四维空间的量子化，就可以把我们瞬间带回到过去或者前往未来，这和狭义相对论也是一致的，超过光速以后，就可以回到过去。

所以，量子通信技术对我们而言，不仅是通信技术领域的革命式突破，也将从生命哲学的高度，让人类从微观层面进一步认清自己，并极大改变人类未来的生活方式和理念。