從頂層設(shè)計、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算。這也是各主要科技大國重點搶占的戰(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)。其中一個著名原理就是量子糾纏,兩個處于糾纏狀態(tài)的量子就像有“心靈感應(yīng)”,無論相隔多遠,一個量子狀態(tài)變化,另一個也會隨之改變,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,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)取得多項突破性進展。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)實驗衛(wèi)星“墨子號”;此后,中國科研人員利用量子衛(wèi)星在國際上率先成功實現(xiàn)了千公里級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”項目通過總技術(shù)驗收。量子計算:未來計算技術(shù)的“心臟”
量子計算是各國優(yōu)先發(fā)展的另一重點科技領(lǐng)域。百度研究院量子計算研究所所長段潤堯告訴新華社記者:“量子計算是這一場新量子革命最具有代表性的技術(shù),是未來計算技術(shù)的心臟?!?/p>
與傳統(tǒng)計算機相比,量子計算機有獨特優(yōu)勢。傳統(tǒng)計算機中1個比特在某個時間只能是0或1中的一個狀態(tài),而在量子計算機里,由于量子疊加態(tài)的存在,1個量子比特可同時記錄0和1兩個狀態(tài)。因此,量子計算機擁有計算能力遠超傳統(tǒng)計算機的潛力。但目前人類能同時操縱的量子比特還不多,量子計算機尚未走向大規(guī)模實用。