從頂層設(shè)計(jì)、戰(zhàn)略投資再到人才培養(yǎng)等,全球多國近年來在量子科技領(lǐng)域持續(xù)投入。那么什么是量子科技?在現(xiàn)實(shí)生活中有何應(yīng)用前景?各國及科技企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢(shì)如何?
在量子信息技術(shù)中,具有代表性的是量子通信和量子計(jì)算。這也是各主要科技大國重點(diǎn)搶占的戰(zhàn)略技術(shù)高地。量子通信:信息安全傳輸?shù)摹氨Wo(hù)盾”
量子通信是利用量子力學(xué)相關(guān)原理解決信息安全問題的通信技術(shù)。其中一個(gè)著名原理就是量子糾纏,兩個(gè)處于糾纏狀態(tài)的量子就像有“心靈感應(yīng)”,無論相隔多遠(yuǎn),一個(gè)量子狀態(tài)變化,另一個(gè)也會(huì)隨之改變,愛因斯坦稱之為“鬼魅般的超距作用”。傳統(tǒng)的通信方式有被竊聽的風(fēng)險(xiǎn),而在量子通信中,竊聽者必然被察覺并被通信雙方規(guī)避。量子通信因此常被稱作信息安全傳輸?shù)摹氨Wo(hù)盾”,在保密領(lǐng)域有很大應(yīng)用前景。
近年來,中國量子通信技術(shù)取得多項(xiàng)突破性進(jìn)展。比如2016年8月,中國發(fā)射了自主研制的世界上首顆空間量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”;此后,中國科研人員利用量子衛(wèi)星在國際上率先成功實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)的星地雙向量子糾纏分發(fā)等成果。2017年,全球首條量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”項(xiàng)目通過總技術(shù)驗(yàn)收。量子計(jì)算:未來計(jì)算技術(shù)的“心臟”
量子計(jì)算是各國優(yōu)先發(fā)展的另一重點(diǎn)科技領(lǐng)域。百度研究院量子計(jì)算研究所所長段潤堯告訴新華社記者:“量子計(jì)算是這一場(chǎng)新量子革命最具有代表性的技術(shù),是未來計(jì)算技術(shù)的心臟?!?/p>
與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比,量子計(jì)算機(jī)有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中1個(gè)比特在某個(gè)時(shí)間只能是0或1中的一個(gè)狀態(tài),而在量子計(jì)算機(jī)里,由于量子疊加態(tài)的存在,1個(gè)量子比特可同時(shí)記錄0和1兩個(gè)狀態(tài)。因此,量子計(jì)算機(jī)擁有計(jì)算能力遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的潛力。但目前人類能同時(shí)操縱的量子比特還不多,量子計(jì)算機(jī)尚未走向大規(guī)模實(shí)用。