我國(guó)預(yù)計(jì)2020年實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”

• 2018年12月10日 ZhangHongYuan來(lái)源：一財(cái)網(wǎng) 891 55
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  中國(guó)經(jīng)濟(jì)基本面穩(wěn)定，但動(dòng)力和質(zhì)量較為不足，科技旅游行業(yè)發(fā)展如何受限？

  在一個(gè)供大于求的需求經(jīng)濟(jì)時(shí)代，企業(yè)成功的關(guān)鍵就在于，是否能夠在需求尚未形成之時(shí)就牢牢地鎖定并捕捉到它。那些成功的公司往往都會(huì)傾盡畢生的精力及資源搜尋產(chǎn)業(yè)的當(dāng)前需求、潛在需求以及新的...

相較于量子計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)的重要性，目前更重要的目標(biāo)是率先實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”。

量子研究事關(guān)國(guó)家安全

美國(guó)也在積極保持其量子領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。去年10月，美國(guó)國(guó)會(huì)舉辦聽(tīng)證會(huì)，討論如何確?！懊绹?guó)在量子技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位”。IBM宣布將投入30億美元研發(fā)量子計(jì)算等下一代芯片，微軟公司也與多所大學(xué)共建量子實(shí)驗(yàn)室。

近日，美國(guó)又重申了應(yīng)在量子領(lǐng)域持續(xù)加強(qiáng)投入。美國(guó)國(guó)家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)學(xué)院近日發(fā)布報(bào)告認(rèn)為，盡管能夠輕松破解當(dāng)前主流加密算法的量子計(jì)算機(jī)未來(lái)10年內(nèi)都不太可能出現(xiàn)，但美國(guó)若想在量子信息技術(shù)領(lǐng)域保持全球領(lǐng)先，還應(yīng)在該領(lǐng)域繼續(xù)投入。

在這份名為《量子計(jì)算：進(jìn)展與前景》的報(bào)告指出，鑒于量子計(jì)算當(dāng)前的狀態(tài)和仍需應(yīng)對(duì)的巨大挑戰(zhàn)，未來(lái)10年內(nèi)“極不可能”出現(xiàn)能夠威脅“公鑰加密”的量子計(jì)算機(jī)，也很難預(yù)測(cè)何時(shí)會(huì)誕生實(shí)用型的量子計(jì)算機(jī)。不過(guò)，報(bào)告強(qiáng)調(diào)量子計(jì)算研究對(duì)國(guó)家安全影響顯著，全球很多國(guó)家重視發(fā)展量子信息科技，美國(guó)若想保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，就應(yīng)持續(xù)支持該領(lǐng)域發(fā)展。該報(bào)告有望推動(dòng)美國(guó)“國(guó)家量子計(jì)劃法案”的通過(guò)，該計(jì)劃旨在加速量子計(jì)算研發(fā)，目前正待國(guó)會(huì)批準(zhǔn)。

量子設(shè)備可以破解用于保護(hù)數(shù)字信息的加密。正如一些科學(xué)家正在研究量子計(jì)算機(jī)一樣，另一些科學(xué)家在研究量子安全技術(shù)。這種技術(shù)可以阻止這些未來(lái)機(jī)器的密碼破譯的能力。

在瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的量子實(shí)驗(yàn)室里，第一財(cái)經(jīng)記者看到研究人員正在使用黃色的激光在量子中繼的實(shí)驗(yàn)。量子中繼能夠讓量子加密的距離得以延伸，雖然并不是量子加密的必要條件。目前量子加密只能在有限的距離內(nèi)工作。日內(nèi)瓦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)最近還得出了一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)，能夠表明有1600萬(wàn)個(gè)原子被糾纏在了一立方厘米的水晶中。他們使用了一種新的研究方法，當(dāng)光子穿過(guò)晶體的時(shí)候，會(huì)使原子在被重新發(fā)射前陷入糾纏。通過(guò)分析其統(tǒng)計(jì)特征和重新發(fā)射光子的概率，之后就可以確定1600 萬(wàn)個(gè)糾纏原子的數(shù)量。這種研究方法對(duì)于即將到來(lái)的量子革命有著里程碑式的意義。

在大西洋彼岸的芝加哥，芝加哥大學(xué)可能是擁有全球最大的量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)的大學(xué)。該校的一個(gè)量子研究機(jī)構(gòu)同樣正在探索量子中繼器。芝加哥大學(xué)教授戴維·奧沙洛姆(David Awshalom)表示：“我們還沒(méi)有做成，但我相信這將在未來(lái)幾年發(fā)生。

而中科大潘建偉院士的研究團(tuán)隊(duì)也在進(jìn)行量子存儲(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，并獲得了國(guó)際上綜合性能最好的結(jié)果。量子存儲(chǔ)是量子中繼的核心部分?！皩?shí)現(xiàn)量子中繼的難度堪比量子計(jì)算機(jī)?！睆埼淖繉?duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示，“量子中繼不但可以讓遠(yuǎn)距離量子加密變得更加安全，更重要的是，可以為未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)建立量子網(wǎng)絡(luò)。”據(jù)了解，中科大主要的量子存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)室位于合肥。

同樣確定的是，中國(guó)在量子通信加密方面的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)也非常明顯。美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室前研究員、量子加密技術(shù)公司Qubitekk總裁兼CEO鄧肯·厄爾(Duncon Earl)表示：“中國(guó)把量子研究作為與人工智能等其它尖端技術(shù)一樣的戰(zhàn)略，美國(guó)再等就晚了。”

中國(guó)已經(jīng)在量子加密傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上投入數(shù)千萬(wàn)美元資金，2016年8月發(fā)射的“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星使用量子加密技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了北京和維也納之間的視頻通話，并且使用衛(wèi)星將量子加密傳輸?shù)木嚯x擴(kuò)大到創(chuàng)記錄的4630英里，而傳統(tǒng)的光纖線路的最大傳輸距離僅150英里。此外，京滬量子通信地面網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)投入使用，建設(shè)總長(zhǎng)約為1200英里。

歐洲知名量子技術(shù)專家、日內(nèi)瓦大學(xué)教授、瑞士著名量子通信企業(yè)IDQuantique創(chuàng)始人尼古拉·吉森(Nicolas Gisin)對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“和中國(guó)所有的重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目一樣，中國(guó)的量子通信項(xiàng)目也得到了中國(guó)政府的大力支持。這是中國(guó)能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速趕上并有望超過(guò)歐美國(guó)家的重要因素?！?/p>

“京滬干線的開(kāi)通運(yùn)營(yíng)是中國(guó)量子通信一次重大的升級(jí)?！迸私▊ピ菏繄F(tuán)隊(duì)的陸朝陽(yáng)教授表示。使用傳統(tǒng)通信方式時(shí)，竊聽(tīng)者可以在光纖線路上的每個(gè)點(diǎn)攔截?cái)?shù)據(jù)流進(jìn)行竊聽(tīng)，不過(guò)量子加密技術(shù)讓長(zhǎng)達(dá)1200英里的京滬干線上的易受攻擊點(diǎn)減少到了幾十個(gè)。“這不是最終的解決方案，但就安全而言，已經(jīng)是一個(gè)巨大的進(jìn)步。”

圖靈獎(jiǎng)獲得者姚期智教授此前在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)，對(duì)中國(guó)研制量子計(jì)算機(jī)的意義做出評(píng)價(jià)。他說(shuō)道：“制造量子計(jì)算機(jī)的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)只研究量子計(jì)算，因?yàn)檫@種大工程將會(huì)帶動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，通過(guò)激發(fā)科學(xué)家和工程師的潛力，創(chuàng)造出新方法和新技術(shù)，從而在工業(yè)發(fā)展、國(guó)家安全等諸多領(lǐng)域中作出有益于社會(huì)的貢獻(xiàn)。”

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