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

• 2018年12月10日 ZhangHongYuan來源：一財網(wǎng) 891 55
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  中國經(jīng)濟(jì)基本面穩(wěn)定，但動力和質(zhì)量較為不足，科技旅游行業(yè)發(fā)展如何受限？

  在一個供大于求的需求經(jīng)濟(jì)時代，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就牢牢地鎖定并捕捉到它。那些成功的公司往往都會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)國家安全

美國也在積極保持其量子領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。去年10月，美國國會舉辦聽證會，討論如何確保“美國在量子技術(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，美國又重申了應(yīng)在量子領(lǐng)域持續(xù)加強(qiáng)投入。美國國家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)學(xué)院近日發(fā)布報告認(rèn)為，盡管能夠輕松破解當(dāng)前主流加密算法的量子計算機(jī)未來10年內(nèi)都不太可能出現(xiàn)，但美國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《量子計算：進(jìn)展與前景》的報告指出，鑒于量子計算當(dāng)前的狀態(tài)和仍需應(yīng)對的巨大挑戰(zhàn)，未來10年內(nèi)“極不可能”出現(xiàn)能夠威脅“公鑰加密”的量子計算機(jī)，也很難預(yù)測何時會誕生實(shí)用型的量子計算機(jī)。不過，報告強(qiáng)調(diào)量子計算研究對國家安全影響顯著，全球很多國家重視發(fā)展量子信息科技，美國若想保持領(lǐng)先優(yōu)勢，就應(yīng)持續(xù)支持該領(lǐng)域發(fā)展。該報告有望推動美國“國家量子計劃法案”的通過，該計劃旨在加速量子計算研發(fā)，目前正待國會批準(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)隊最近還得出了一個新的發(fā)現(xiàn)，能夠表明有1600萬個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)光子穿過晶體的時候，會使原子在被重新發(fā)射前陷入糾纏。通過分析其統(tǒng)計特征和重新發(fā)射光子的概率，之后就可以確定1600 萬個糾纏原子的數(shù)量。這種研究方法對于即將到來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算團(tuán)隊的大學(xué)。該校的一個量子研究機(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：“我們還沒有做成，但我相信這將在未來幾年發(fā)生。

而中科大潘建偉院士的研究團(tuán)隊也在進(jìn)行量子存儲的實(shí)驗(yàn)，并獲得了國際上綜合性能最好的結(jié)果。量子存儲是量子中繼的核心部分。“實(shí)現(xiàn)量子中繼的難度堪比量子計算機(jī)。”張文卓對第一財經(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，可以為未來的量子計算機(jī)建立量子網(wǎng)絡(luò)。”據(jù)了解，中科大主要的量子存儲實(shí)驗(yàn)室位于合肥。

同樣確定的是，中國在量子通信加密方面的領(lǐng)先優(yōu)勢也非常明顯。美國橡樹嶺國家實(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，美國再等就晚了。”

中國已經(jīng)在量子加密傳輸數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上投入數(shù)千萬美元資金，2016年8月發(fā)射的“墨子號”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)對第一財經(jīng)記者表示：“和中國所有的重大基礎(chǔ)設(shè)施項目一樣，中國的量子通信項目也得到了中國政府的大力支持。這是中國能夠在短時間內(nèi)迅速趕上并有望超過歐美國家的重要因素。”

“京滬干線的開通運(yùn)營是中國量子通信一次重大的升級。”潘建偉院士團(tuán)隊的陸朝陽教授表示。使用傳統(tǒng)通信方式時，竊聽者可以在光纖線路上的每個點(diǎn)攔截數(shù)據(jù)流進(jìn)行竊聽，不過量子加密技術(shù)讓長達(dá)1200英里的京滬干線上的易受攻擊點(diǎn)減少到了幾十個。“這不是最終的解決方案，但就安全而言，已經(jīng)是一個巨大的進(jìn)步。”

圖靈獎獲得者姚期智教授此前在接受第一財經(jīng)記者采訪時，對中國研制量子計算機(jī)的意義做出評價。他說道：“制造量子計算機(jī)的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過只研究量子計算，因?yàn)檫@種大工程將會帶動技術(shù)的進(jìn)步，通過激發(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、國家安全等諸多領(lǐng)域中作出有益于社會的貢獻(xiàn)。”

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