中國(guó)量子技術(shù)的最新消息未來(lái)5年將投入上千億 建設(shè)全球最大量子實(shí)驗(yàn)室

量子通信，是人類物理史上的第四次革命，將給世界帶來(lái)不可想象的變化，甚至?xí)?duì)現(xiàn)在世界學(xué)的科技進(jìn)行一次顛覆，現(xiàn)有計(jì)算機(jī)需要幾年才能完成的計(jì)算，在量子計(jì)算機(jī)那里，可以只要幾秒種。所幸的是，在量子技術(shù)的研發(fā)上，我國(guó)沒有落后于世界，而且領(lǐng)先于全球。

什么是量子技術(shù)?

全稱為量子信息技術(shù)，量子信息是量子物理與信息技術(shù)相結(jié)合發(fā)展起來(lái)的新學(xué)科,主要包括量子通信和量子計(jì)算2個(gè)領(lǐng)域。量子通信主要研究量子密碼、量子隱形傳態(tài)、遠(yuǎn)距離量子通信的技術(shù)等等;量子計(jì)算主要研究量子計(jì)算機(jī)和適合于量子計(jì)算機(jī)的量子算法。

量子通信技術(shù)第一次從科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室走向大眾視野，源于1997年《自然》雜志一篇題為《實(shí)驗(yàn)量子隱形傳態(tài)》的研究論文，該成果被公認(rèn)為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作，這篇論文作者是一個(gè)中國(guó)科學(xué)家：潘建偉。從此引起了一次聲勢(shì)浩大的量子革命，特別是量子通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)，信息安全，通訊方面的應(yīng)用，讓人們大開眼界。

2004年，《自然》雜志發(fā)表了潘建偉研究小組在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸這一科研成果，并稱贊為：這種新穎的量子態(tài)隱形傳輸是量子糾錯(cuò)和分布式量子信息處理所需要的關(guān)鍵技術(shù)。

據(jù)網(wǎng)上的資料顯示，2020年6月份，工業(yè)巨頭霍尼韋爾宣稱，已研制出世界上功能最強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)。根據(jù)IBM創(chuàng)建的衡量量子計(jì)算機(jī)性能的體系標(biāo)準(zhǔn)，該計(jì)算機(jī)已達(dá)到了64個(gè)量子體積，是其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手IBM和谷歌量子計(jì)算機(jī)的兩倍。量子比特可以保持狀態(tài)的時(shí)間達(dá)到了幾秒鐘，相較于其它量子計(jì)算機(jī)的微秒級(jí)，可以說是革命性的提高，極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、容錯(cuò)性和編程易用性。

現(xiàn)在對(duì)量子信用技術(shù)的研究很多，全世界科技強(qiáng)國(guó)的科學(xué)家們都在這條賽道上努力狂奔，因?yàn)樵诹孔涌茖W(xué)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，會(huì)徹底改變一個(gè)國(guó)家一個(gè)行業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

我國(guó)現(xiàn)在的量子通信發(fā)展如何?

我國(guó)量子通信方面的理論研究起步雖然相對(duì)滯后，但在實(shí)驗(yàn)上幾乎是與國(guó)外同行同步進(jìn)行:

早在1995年，中國(guó)科學(xué)物理所首次以BB84協(xié)議方案在國(guó)內(nèi)完成了演示實(shí)驗(yàn)。

2000年中科院物理研究所和中科院研究生院合作完成了國(guó)內(nèi)第一個(gè)850納米波長(zhǎng)全光纖1.1KM量子保密通信實(shí)驗(yàn)。

2003年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院量子通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成功地在校園內(nèi)鋪設(shè)了總長(zhǎng)為3.2KM的量子通信系統(tǒng)。

2005年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的科研小組通過現(xiàn)有光纜線路在北京和天津之間實(shí)現(xiàn)在125KM量子通信原理性實(shí)驗(yàn)。

2006年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授領(lǐng)導(dǎo)的科研小姐，利用糾纏光子對(duì)實(shí)現(xiàn)了不受外界干擾的量子密碼傳輸

2008年10月，潘建偉小組構(gòu)建了基于商用光纖和誘變態(tài)相位編碼的3節(jié)點(diǎn)量子通信網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)間距離20KM，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通話和3方對(duì)講功能。這一成果的發(fā)布早于歐洲科學(xué)家發(fā)布的量子通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使得潘建偉小組成為國(guó)際上報(bào)道的兩個(gè)嚴(yán)格安全的實(shí)用化量子通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)研究小組之一。

2016年，在我國(guó)大漠深處的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，中國(guó)首顆量子通訊衛(wèi)星“墨子號(hào)”成功升空，其在天地之間的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)了人類歷史上首次量子通信，為今后構(gòu)建量子通信網(wǎng)絡(luò)先行試驗(yàn)。

2017年，全線貫通運(yùn)行的京滬干線實(shí)現(xiàn)了與“墨子號(hào)”衛(wèi)星的連接。這條不同凡響的高鐵干線采用了量子密鑰和量子網(wǎng)絡(luò)等眾多技術(shù)，是全球第一條采用量子通信的鐵路。

事實(shí)上，中國(guó)的量子通信技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界頂尖水平，領(lǐng)先歐美國(guó)家不止一個(gè)身位。世界上首個(gè)光量子計(jì)算機(jī)在我國(guó)面世，其計(jì)算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出天河系列超級(jí)計(jì)算機(jī)。

不僅如此，而且國(guó)內(nèi)企業(yè)也正與研究機(jī)構(gòu)在加強(qiáng)合作，共同推進(jìn)量子產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，2015年7月30日，阿里云與中科院在上海聯(lián)合創(chuàng)立量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，研究量子安全，量子計(jì)算領(lǐng)域，2015年8月31日，藍(lán)盾科技也宣布與華南師范大學(xué)信息光電子科技學(xué)院共建量子密碼聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。2015年11月，中航工業(yè)與中國(guó)科大也共同建立了量子技術(shù)研究中心。

為了支持我國(guó)的量子通信的發(fā)展，國(guó)家也計(jì)劃投資近千億在合肥高新區(qū)建立全球最為尖端的量子實(shí)驗(yàn)室，第一期工程占地面積就達(dá)到700多畝，總投資近70億。到底這個(gè)量子實(shí)驗(yàn)室是用來(lái)研究哪些東西的?為什么國(guó)家會(huì)花這么多錢投資它？

關(guān)鍵詞： 量子 量子技術(shù)