對(duì)于量子計(jì)算,不管是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)都寄予厚望,不少企業(yè)已紛紛啟動(dòng)了關(guān)于量子通信的投資。歐盟在今年4月份剛宣布了10億歐元的量子項(xiàng)目。谷歌以及微軟等公司也在高調(diào)宣布投入量子計(jì)算。
當(dāng)前,中國(guó)已斥資在部分城市建立量子通信網(wǎng),并且正在修建上千公里的量子通信“京滬干線”,今年7月份,還要發(fā)射量子通信衛(wèi)星。
簡(jiǎn)而言之,量子通信就是根據(jù)量子物理原理,提供一種全新方式對(duì)信息進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)、傳輸和邏輯操作,并對(duì)光子、原子等微觀粒子進(jìn)行精確操縱,以確保通信安全和提升計(jì)算速度等。
量子通信雖然不可能真的超光速,但其優(yōu)勢(shì)足以讓人類(lèi)向往:通信更快,更加安全。信息安全是人類(lèi)的剛需,量子通信理論上具有“無(wú)懈可擊”“無(wú)條件安全”的優(yōu)勢(shì),在軍事、金融和個(gè)人私密方面意義重大。
我國(guó)計(jì)劃著手全球量子通信網(wǎng)絡(luò)
“傳統(tǒng)的通信加密和傳輸安全,都是依賴于復(fù)雜的算法?!敝袊?guó)科協(xié)副主席的量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉介紹。
但是隨著計(jì)算能力的增加,在某種程度上,復(fù)雜的算法,肯定是會(huì)被破解的。而量子通信利用基于物理學(xué)的基本原理,利用微光世界的最小單元,在原理上將實(shí)現(xiàn)不會(huì)被破解的奇跡。
潘建偉是國(guó)內(nèi)量子通信的領(lǐng)軍人物,2004年,其團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了五光子糾纏和終端開(kāi)放的量子態(tài)隱形傳輸,這一成果被《自然》雜志發(fā)表,并同時(shí)入選英國(guó)物理學(xué)會(huì)和美國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)選出的年度國(guó)際物理學(xué)重大進(jìn)展。
此外,潘建偉的團(tuán)隊(duì)于2007年在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了安全通信距離超過(guò)100公里的光纖量子密鑰分發(fā),2008年實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上首個(gè)全通型量子通信網(wǎng)絡(luò),2012年建成首個(gè)規(guī)?;孔油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。
量子具有疊加性,即根據(jù)量子比特的物理性質(zhì),科學(xué)家們可以做到傳統(tǒng)芯片上晶體管用電流完成的事——也就是用0和1的二進(jìn)制來(lái)表示信息。但量子比特的特殊之處在于,它能夠呈現(xiàn)疊加狀態(tài),能同時(shí)表示0和1,處于疊加態(tài)的量子比特能以一種叫做量子糾纏的現(xiàn)象相互聯(lián)系,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是一個(gè)量子比特的行為能瞬間影 響到另一個(gè)量子比特。