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中国欲打造寰球量子通讯网络 研讨进展顺利
时间:2016-06-07  来源:未知  作者:山西警官高等专科学校

  ICCSZ讯 无论是美国还是欧盟,企业家仍是迷信家,都对量子计算寄托厚望。欧盟在今年4月份刚发布了10亿欧元的量子名目。谷歌以及微软等公司也在高调宣告投入量子计算。

  对中国来说,与很多前沿技术处于落伍状况不同的是,在量子通信范畴,中国处于世界当先地位。

  目前,中国已斥资在局部城市树立量子通信网,并且正在建筑上千公里的量子通信“京沪干线”,今年7月份,还要发射量子通信卫星。

  简略来说,量子通信就是依据量子物理原理,供给一种全新方法对信息进行编码、存储、传输和逻辑操作,并对光子、原子等微观粒子进行准确把持,以确保通信保险和晋升盘算速度等。

  量子通信固然不可能真的超光速,但其优势足以让人类憧憬:通信更快,更加安全。信息安全是人类的刚需,量子通信实践上存在“无懈可击”“无前提安全”的上风,在军事、金融和个人私密方面意思重大。

  中国欲打造全球量子通信网络

  “传统的通信加密和传输平安,都是依附于庞杂的算法。”中国科协副主席的量子卫星首席科学家、中国科学技巧大学教学潘建伟先容。

  然而跟着计算能力的增添,在某种水平上,复杂的算法,确定是会被破解的。而量子通信利用基于物理学的基础原理,利用微光世界的最小单元,在原理上将实现不会被破解的奇观。

  今年46岁的潘建伟是海内量子通讯的领军人物,浙江东阳人。2004年,其团队在国际上首次实现了五光子纠缠跟终端开放的量子态隐形传输,这一结果被《天然》杂志发表,并同时入选英国物理学会和美国物理学会评比出的年度国际物理学重大进展。

  此外,潘建伟的团队于2007年在国际上首次实现了安全通信间隔超过100公里的光纤量子密钥散发,2008年实现了国际上首个全通型量子通信网络,2012年建成首个规模化量子通信网络。

  量子具备叠加性,即根据量子比特的物感性质,科学家们可以做到传统芯片上晶体管用电流实现的事——也就是用0和1的二进制来表现信息。但量子比特的特别之处在于,它可以浮现叠加状态,能同时表示0和1,处于叠加态的量子比特能以一种叫做量子纠缠的景象彼此接洽,简单来说,就是一个量子比特的行动能霎时影响到另一个量子比特。

  

 

  图片来自“知识分子”公家号。

  量子通信还有更神奇之处,理论上,甚至可以传递物质。潘建伟在一次报告中举了一个例子。他说,如果本人在上海的航班耽搁了,但要在多少分钟之内到北京,怎么办?坐飞机肯定不行了,但是如果说北京和上海之间有他的两团纠缠物质的话,就可以对上海的这个潘建伟和旁边这种纠缠物质进行一种测量,把它都变成一个个纠缠粒子,那么我们会得到一组数,通过无线电台可以把它发射到北京。到了北京之后,可以对这团物资再做一种所谓的幺正变换,就可以用同样多的物质把它给重构出来。

  

 

  图片来自“知识分子”公众号。

  回到事实,假如,能制作出100个粒子相干操纵的量子计算机,在某些问题方面的处置能力将会比目前最快的超级计算机“天河二号”还快百亿亿倍。

  有了这台计算机,咱们的计算能力能加强多少?潘建伟也举了个例子:请求解一个10的24次方的变量的线性方程组,用目前最快的天河2号超级计算机大略需要100年左右的时间。而应用万亿次的量子计算机,只管计算的频率比天河2号要慢1万倍,但它只须要0.01秒就可以把这个方程给求解出来。所以它能够普遍地利用于药物设计、金融剖析、景象预告、密码分析等等,用处是比拟大的。

  基于量子的这些特征,潘建伟团队盼望通过量子通信研究,从初步实现局域量子通信网络,到实现多横多纵的全球规模量子通信网络,以保障信息传输的相对安全;通适量子计算研究,为大范围计算困难提供解决计划,实现大数据时期信息的有效发掘;通过量子精细丈量研究,实现新一代定位导航等等。

  

 

  图片来自“常识分子”大众号。

  “京沪干线”预计今年下半年交付

  目前,国内量子通信的研究进展顺利。今年7月,由中国科大、中科院上海技术物理研究所、中科院上海渺小卫星工程核心、中科院成都光电技术研究所等单位结合研制的“量子科学试验卫星”将进行发射。这颗卫星,将在寰球率先实现高速星地量子通信,衔接地面光纤量子通信网络,初步构建量子通信网络。

  同时,国度发改委还在筹建“京沪干线”项目,用于国防安全的研讨。目前,预计大尺度光纤量子通信骨干网工程将于2016年下半年交付。“京沪干线”总长2000余公里,从北京动身,经由河南、合肥,达到上海。利用这一广域光纤量子通信网络,京沪两地的金融、政务等机构能进行保密通信。建成后,可以辅助国内构建可托、可扩大、军民融会的广域光纤量子通信网络,建成大标准量子通信技术验证、运用研究和应用示范平台。

  “量子通信和量子计算都是属于量子调控技术范畴。”潘建伟说,“目前,全世界计算机的计算能力都十分弱。”

  潘建伟猜测,不到十年左右的时光,他们就可能造出一种专用的量子计算机或者叫做量子模仿机,在某些计算才能上要比目前最快的传统计算机快百亿倍甚至更多。




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