問(wèn)：
　　剛才鄭院士提到量子密鑰的通信問(wèn)題，我有幾點(diǎn)問(wèn)題不太理解，比如說(shuō)當(dāng)?shù)氐囊粋�(gè)黑客攻擊竊聽(tīng)，說(shuō)到如果他選擇是錯(cuò)誤的話，最后會(huì)被排除掉，假如黑客剛好選擇了正確的接收方式，并且以正確的方式回到該接收者的地方，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該怎么解決？又說(shuō)最后的密鑰設(shè)定，還是需要接收者以及傳輸者來(lái)進(jìn)行通信，這個(gè)通信是不是也會(huì)有不安全的因素在里面？

鄭：
　　你講的是對(duì)的，Eve竊聽(tīng)者，因?yàn)樗�不能單�?dú)光竊聽(tīng)一次，這是一個(gè)隨機(jī)的1010的數(shù)據(jù)，從概率論的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)有兩種，一個(gè)是垂直的，一種是對(duì)角的，不能說(shuō)是10次全是正確的，沒(méi)關(guān)系，他可能有那么幾次竊聽(tīng)到的是對(duì)的，Bob沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，但他以后還是會(huì)發(fā)現(xiàn)的。剛才我用了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的東西來(lái)說(shuō)的，實(shí)際要來(lái)判別是不是有人竊聽(tīng)，他還是要用一個(gè)統(tǒng)計(jì)的概念來(lái)算。有人竊聽(tīng)的時(shí)候，機(jī)率跟沒(méi)竊聽(tīng)的機(jī)率不太一樣，這個(gè)東西太復(fù)雜了，所以我只能形象地說(shuō)。鑰密通信實(shí)際上就是密鑰總是要從Ailce告訴Bob，你竊聽(tīng)了以后這個(gè)數(shù)字位不行了，就要丟了，大體上是這樣的。但真正理解這個(gè)問(wèn)題要，可能還要學(xué)量子力學(xué)以后才知道，當(dāng)然你這個(gè)問(wèn)題問(wèn)得很對(duì)。

問(wèn)：
　　第一個(gè)，你剛才在說(shuō)測(cè)不準(zhǔn)理論的時(shí)候，你說(shuō)AB與BA之間不等于0，這存在于哪個(gè)方面？第二個(gè)是世界物理年的標(biāo)志是沙漏式的形狀，是什么意義？

答：
　　第一個(gè)問(wèn)題，我寫對(duì)一口號(hào)的時(shí)候，A跟B的對(duì)一口號(hào)是A乘B減去B乘A，A乘B怎么會(huì)不等于B乘A呢？從量子力學(xué)講，這是一個(gè)算符，你最好認(rèn)可這個(gè)結(jié)果。你將來(lái)如果學(xué)量子力學(xué)以后自然就明白了。

　　第二個(gè)問(wèn)題，我說(shuō)的也不一定準(zhǔn)確，弄一個(gè)沙漏的樣子……我沒(méi)有認(rèn)真地追求他們做這個(gè)標(biāo)志到底是什么含義？但是我的理解，愛(ài)因斯坦的相對(duì)論里主要是空間、時(shí)間的度量。

問(wèn)：
　　教授您好，我想問(wèn)一下關(guān)于量子密鑰通信的距離傳輸有什么因素可以影響？什么是真正意義上的光子計(jì)算機(jī)？

答：
　　量子密鑰通信，目前我們真正做的，實(shí)際上我們現(xiàn)在還沒(méi)有做出來(lái)像我剛才定義的，是一個(gè)規(guī)則的時(shí)鐘光脈沖，每一個(gè)光脈沖只包含一個(gè)光子，現(xiàn)在是怎么做呢？光源衰減，衰到很弱了，統(tǒng)計(jì)平均講一個(gè)光脈沖里面含有兩個(gè)光子的機(jī)率就比較小，但不是絕對(duì)的，發(fā)了100個(gè)光脈沖當(dāng)中可用的可能是一小部分，這只能用統(tǒng)計(jì)機(jī)率的辦法來(lái)做�，F(xiàn)在密鑰光通信已經(jīng)不是實(shí)驗(yàn)室階段了，特別是歐洲在這方面做得比較先進(jìn)，瑞士、奧地利已經(jīng)成立了一定的公司，他們已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)70公里的通信，已經(jīng)不是是實(shí)驗(yàn)室的東西了。

　　為什么我沒(méi)有講光子計(jì)算機(jī)？實(shí)際上我這個(gè)文章取材的時(shí)候，題目是光子計(jì)算機(jī)，但是我認(rèn)為這不太合適，不是光子計(jì)算機(jī)，只不過(guò)是把光來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片跟芯片之間的通信，因?yàn)檫^(guò)去是要靠銅線來(lái)控制的。真正的光子計(jì)算機(jī)實(shí)際上曾經(jīng)在20年以前搞得非常熱，但是這個(gè)時(shí)候它的概念就不太一樣了，真正是利用光子的概念。問(wèn)題是為什么到目前為止，光子真正意義上的光子沒(méi)有什么方向，主要是現(xiàn)在硅的集成電路發(fā)展的太快了，什么樣的技術(shù)在今后真正為社會(huì)服務(wù)？不完全是社會(huì)問(wèn)題，還有經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，什么樣的技術(shù)能夠以非常低的成本進(jìn)入市場(chǎng)？真正含義上的光子計(jì)算機(jī)在最近這些年實(shí)際上并不是很活躍。

問(wèn)：
　　我想知道目前中科院有研究量子計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)室嗎？在實(shí)驗(yàn)室里面能做到幾個(gè)量子派的糾纏，目前能做到最基本的運(yùn)算。還有IBM最近的發(fā)展如何？

答：
　　在中國(guó)科學(xué)院里的研究所里，就我知道的，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)量子計(jì)算有不同的方案，一種方案用核磁共振的辦法，MNR，還有一種辦法是求徑粒子，可能借光或者什么樣的辦法把粒子放到一個(gè)井里面。當(dāng)然也有用光的偏振方向，它的兩個(gè)偏振方向?qū)嶋H上就代表10，可以做量子計(jì)算的基本的，同時(shí)也有固體，叫量子比特，用超導(dǎo)也同樣可以做。在國(guó)際上的發(fā)展大概是這樣的，大概在1998年的時(shí)候，日本NTT有個(gè)叫那卡莫拉的，用超導(dǎo)的量子核，第一次在固體當(dāng)中演示了單個(gè)量子比特的所有操作，但是后來(lái)這個(gè)發(fā)展很慢，直到最近是可以演示2個(gè)比特。由于聯(lián)線非常復(fù)雜，比較困難。目前做得比較好的是MNR或者是求徑，可能現(xiàn)在用求徑粒子的用到10個(gè)比特。但是這些都存在一個(gè)問(wèn)題，比如說(shuō)我們用核磁共振，實(shí)際上是利用核自旋的方向來(lái)做10比特，但是有很大的一個(gè)問(wèn)題，可能同學(xué)們?nèi)タ催^(guò)核磁共振，在醫(yī)院里面核磁共振掃描都是巨無(wú)霸的東西。從現(xiàn)在來(lái)看，如果量子計(jì)算能夠趕上現(xiàn)在的筆記本，它至少得有1000個(gè)比特左右，你就有10個(gè)比特，只能是驗(yàn)證量子計(jì)算是可以操作的，這是沒(méi)有問(wèn)題的，是絕對(duì)被證實(shí)的。對(duì)量子計(jì)算今后的發(fā)展，我個(gè)人雖然參加一部分的工作，但是我不是那么非常關(guān)注的，中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)顧光燦院士，當(dāng)時(shí)在跟我申請(qǐng)國(guó)家“973”項(xiàng)目的時(shí)候遇到了一個(gè)非常難堪的問(wèn)題，因?yàn)閯e人問(wèn)到5年以后是不是在桌子上放一個(gè)跟筆記本一樣的量子計(jì)算機(jī)？我想這需要有一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程。因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)都需要有一個(gè)載體，信息可以用光波做載體，量子計(jì)算機(jī)最基本的信息載體就是波函數(shù)，這個(gè)概念應(yīng)該說(shuō)是量子力學(xué)跟信息科學(xué)的交叉學(xué)科的產(chǎn)生，未來(lái)技術(shù)的意義是非常大的。大概現(xiàn)在還不可能講眼前量子計(jì)算機(jī)的水平已經(jīng)能夠達(dá)到多少，現(xiàn)在還是處在基礎(chǔ)研究的階段。

　　據(jù)我了解，IBM還沒(méi)有太多人做這樣的工作，因?yàn)镮BM面臨著非常大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系，連倍兒來(lái)幕的的官員都砍掉的，美國(guó)軍方由于軍事研究的運(yùn)動(dòng)，叫達(dá)瓦，從事美國(guó)先進(jìn)技術(shù)的研究，原來(lái)支持很多的比較尖端的研究，最近好像．發(fā)生了矛盾，他要砍掉一些稍微基礎(chǔ)性、前瞻性跟戰(zhàn)略性的研究。他們也要把力量更多的集中在近期的研究上。關(guān)于量子計(jì)算的概念是很重要的，是量子物理跟信息科學(xué)的交叉產(chǎn)生的新型的科學(xué)，誰(shuí)也不能夠預(yù)料將來(lái)產(chǎn)品會(huì)有什么樣的突破，但是我們往往知道很多交叉學(xué)科的出現(xiàn)就可能意味著在將來(lái)某一天會(huì)出現(xiàn)非常重大的突破，所以我想是從科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看的。

問(wèn)：
　　院士您好，我是北京五中的學(xué)生。光具有波、粒二像性，粒子性和波動(dòng)性又不能同時(shí)測(cè)出，我不是特別理解。高中教材說(shuō)光具有波、粒二像性，光具有波動(dòng)性的說(shuō)明是指光在某個(gè)位置出現(xiàn)的概率符合波動(dòng)規(guī)律，在這個(gè)意義上說(shuō)光具有波動(dòng)性，只不過(guò)說(shuō)運(yùn)動(dòng)符合波動(dòng)的規(guī)律，而不是二像性呢？

答：
　　我非常欽佩，實(shí)際上如果將來(lái)你們進(jìn)入大學(xué)學(xué)理科的話，我不知道在大學(xué)里面第幾學(xué)科要學(xué)量子力學(xué)，量子力學(xué)有很多。我說(shuō)一句坦率的話，學(xué)了幾十年的量子力學(xué)有時(shí)候還搞不清，剛才那位同志已經(jīng)講了，包括愛(ài)因斯坦本身，我剛才沒(méi)有講，有一個(gè)所謂的EPR的前奏，這就是到底量子力學(xué)是局域的還是非局域的。當(dāng)時(shí)愛(ài)因斯坦犯的錯(cuò)誤就是他堅(jiān)決反對(duì)量子力學(xué)是非局域的事。波、粒兩重性就是微觀粒子，是它生來(lái)就具有的雙重性，就是它既具有波動(dòng)性又具有粒子性，在一種裝置里觀測(cè)到它是粒子性，把這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案改變一下，出來(lái)的結(jié)果就是它的波動(dòng)性。我個(gè)人認(rèn)為，包括在大學(xué)里面的學(xué)生，不必再要想說(shuō)究竟怎么回事，這個(gè)事情只能就是這么一個(gè)理解。為什么呢？光的性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化，入射進(jìn)來(lái)就是這么一光子，為什么第一個(gè)試驗(yàn)結(jié)果反映的是粒子性，第二個(gè)反射出來(lái)就是波動(dòng)性？波動(dòng)性的顯示跟粒子性的顯示要求有特殊的實(shí)驗(yàn)條件。有時(shí)候問(wèn)得多了以后，反而進(jìn)到死胡同里面去了，當(dāng)然我對(duì)這個(gè)的理解也是非常膚淺。就像一個(gè)水波、一個(gè)聲波一樣，描述一個(gè)波應(yīng)該有一個(gè)參量，一個(gè)是有傳播的方向，第二，一定有一個(gè)相位的變化，這是很重要的，為什么能夠產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象？就因?yàn)檫@兩路的光經(jīng)過(guò)的光層不一樣，所以會(huì)聚一點(diǎn)的時(shí)候就剛好這一點(diǎn)上光是互相增強(qiáng)的，在另外一點(diǎn)上剛好這兩束光相反，波動(dòng)性不是很好，它能夠像我們的經(jīng)典波、聲波一樣，有干涉的現(xiàn)象，就是一定有相位的因素在里面。粒子性就是一個(gè)分速器，一個(gè)粒子要不進(jìn)上面的探測(cè)器，要不就進(jìn)后面的探測(cè)器，不可能分身，在同一個(gè)時(shí)間同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)探測(cè)器，這就是它的粒子性。

問(wèn)：
　　有幾個(gè)問(wèn)題現(xiàn)在不明白，光失去能量提供電子能量，是讓電子到一個(gè)更高能量的層，還是讓電子完全逃逸？光在失去能量以后以什么形式存在？是轉(zhuǎn)化成其它的基本粒子，還是以其它的形式存在？

答：
　　這個(gè)問(wèn)題最根本的不管是在原子里面，比如說(shuō)處在一個(gè)低能量狀態(tài)的電子，它吸收了一個(gè)光子，激發(fā)到上面去，嚴(yán)格來(lái)講是用量子力學(xué)鑰簽理論，這就沒(méi)法在這兒說(shuō)了。一個(gè)低能量的電子，第一是能量的最終轉(zhuǎn)化，光子只是把能量傳遞給電子了，使電子從低極跳到高能極的傳遞，這又是一個(gè)電子力學(xué)的概念，在光學(xué)諧振腔里只有一個(gè)單個(gè)的電子跟一個(gè)單一的光的電磁場(chǎng)的模式，這兩個(gè)過(guò)程是可逆的。一個(gè)光子有可能被原子吸收以后，這個(gè)原子處在一個(gè)受極狀態(tài)，但是這個(gè)原子過(guò)一會(huì)兒以后有跳回到原來(lái)的狀態(tài)，這個(gè)光又給了電磁場(chǎng)了，如果沒(méi)有什么損耗的時(shí)候，這個(gè)能量是跟電磁場(chǎng)里互相的能量進(jìn)行傳遞，這個(gè)時(shí)候不發(fā)生任何真正的能量傳遞過(guò)程，當(dāng)然這是一個(gè)量磁電共的學(xué)問(wèn)了。

主持人：
　　他們幾位都已經(jīng)做了非常好的總結(jié)了。愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)一句話，對(duì)真理的追求比對(duì)真理的占有更為重要。不管是在學(xué)校里，還是在今天這樣一個(gè)科普會(huì)上，對(duì)我們中學(xué)生來(lái)說(shuō)，常常都認(rèn)為我們是受業(yè)，老師們是傳道理，學(xué)生們是受業(yè)。逐步地從低年級(jí)到大學(xué)畢業(yè)，是否都在這里受教育？在老師的幫助之下不段地占有。但是愛(ài)因斯坦的追求真理很重要，追求真理是讓你對(duì)這個(gè)學(xué)業(yè)，對(duì)知識(shí)本身感興趣，要去追求它。也可以從受業(yè)的心態(tài)進(jìn)入到求學(xué)的狀態(tài)，人們到學(xué)校里求學(xué)，同學(xué)們可能被很多的考試壓的很緊，以后就真的去求學(xué)，只有去受業(yè)。今天的報(bào)告有助于對(duì)同學(xué)們學(xué)的物理學(xué)，或者是更廣泛的科學(xué)范疇，從真理的占有、追求的要求，我想一定能夠啟發(fā)很多的同學(xué)對(duì)這樣一個(gè)微妙、巧妙、美妙的各種各色的科學(xué)的理解和運(yùn)用，吸引著我們，至少今天看起來(lái)許多的同學(xué)們的問(wèn)題，我們能夠怎么在兩天把量子力學(xué)的原理掌握住。我想將來(lái)的物理學(xué)家應(yīng)該是非常重要的。我們非常感謝今天鄭厚植院士花了非常多的時(shí)間，對(duì)這個(gè)非常難的科普做了如此深度的解釋跟啟發(fā)，并回答問(wèn)題，我們?cè)僖淮握坡暩兄x。