當前世界量子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景

量子是現(xiàn)代物理的重要概念。19世紀后期,一些物理學(xué)家聚焦于黑體輻射問題的研究,發(fā)現(xiàn)很多物理現(xiàn)象無法用經(jīng)典理論解釋,為了解釋傳統(tǒng)物理無法解釋的物理現(xiàn)象,量子概念應(yīng)運而生。

隨著量子科學(xué)在量子計算、量子通信、量子網(wǎng)絡(luò)、量子仿真等領(lǐng)域不斷實現(xiàn)新突破,量子技術(shù)革命受到越來越多的關(guān)注。近年來,量子技術(shù)方興未艾,量子技術(shù)催生的技術(shù)變革和裝備發(fā)展不斷改變世界面貌,逐步成為經(jīng)濟社會跨越發(fā)展的基石和動力。

20世紀90年代以來,美國、歐盟、日本等相繼開始了量子通信技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。中國在量子科技領(lǐng)域后來居上,已經(jīng)成為量子科技發(fā)展的領(lǐng)跑者。國防大學(xué)聯(lián)合勤務(wù)學(xué)院李大光教授認為,量子通信作為保障未來信息社會通信安全的關(guān)鍵技術(shù),將有望走向大規(guī)模應(yīng)用,為信息化社會的發(fā)展提供基礎(chǔ)的安全服務(wù)和可靠的安全保障。

量子技術(shù)催生量子黑科技

1.量子加密。不可克隆性保證了量子信息本身(或者由它生成的量子密碼)不會被復(fù)制,因而斷絕了一切竊聽的可能性,即,量子加密的安全性體現(xiàn)在其從理論上就不能夠被破壞或攔截。

2.量子通信。全稱是“量子加密通信”,其實現(xiàn)是基于量子態(tài)傳輸。量子通信依舊由電磁波攜帶信息,由量子技術(shù)把攜帶信息的電磁波保護起來。

3.量子計算。從計算的效率上,由于量子力學(xué)疊加性的存在,某些已知的量子算法在處理問題時速度要快于傳統(tǒng)的通用計算機。量子計算使計算機的計算能力實現(xiàn)跨越發(fā)展。

4.量子測量。量子測量基于微觀粒子量子態(tài)精密測量,完成被測系統(tǒng)物理量的執(zhí)行變換和信息輸出,在測試精度、靈敏度和穩(wěn)定性等方面與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢。

中國量子技術(shù)處于全球領(lǐng)先地位

2017年,世界首臺超越早期經(jīng)典計算機的光量子計算機在我國誕生,標志著我國在基于光子的量子計算機研究方面取得突破性進展,為最終實現(xiàn)超越經(jīng)典計算能力的量子計算奠定了堅實基礎(chǔ)。

1.在量子計算領(lǐng)域,中國目前保持著18個量子比特糾纏的世界紀錄;

2.在量子傳感方面,中國在量子雷達、遙感成像、精密測量和導(dǎo)航方面進展迅速;

3.在量子保密通信領(lǐng)域,“墨子號”量子通信衛(wèi)星升空,“量子京滬干線”等超大規(guī)模量子網(wǎng)絡(luò)投入應(yīng)用。

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1、量子、量子論與量子力學(xué)

量子的概念和范疇

量子是現(xiàn)代物理的重要概念。19世紀后期,一些物理學(xué)家聚焦于黑體輻射問題的研究,發(fā)現(xiàn)很多物理現(xiàn)象無法用經(jīng)典理論解釋,為了解釋傳統(tǒng)物理無法解釋的物理現(xiàn)象,量子概念應(yīng)運而生。

量子是一個物理概念,并不是具體的實在粒子。19世紀后期,馬克斯·普朗克最先發(fā)現(xiàn)黑體輻射的不連續(xù)性不能通過經(jīng)典力學(xué)來解釋,并在黑體輻射研究中引入能量量子,于1900年12月14日在德國物理學(xué)會的例會上作了《論正常光譜中的能量分布》的報告。他在報告中提出,輻射(或吸收)的能量不是連續(xù)地,而是一份一份地進行的,只能取某個最小數(shù)值的整數(shù)倍,并將輻射頻率為ν的能量的最小數(shù)值E=hν稱為量子。

可見,量子是能表現(xiàn)出某物質(zhì)或物理量特性的最小單元。普朗克提出的理論成功解決了黑體輻射的問題,標志著一個新的物理學(xué)科——量子力學(xué)的誕生。

從數(shù)理學(xué)的角度看,量子也是一個數(shù)學(xué)概念,是能量、動量等物理量中最小的、不可分割的基本單位,是“相當數(shù)量的某物質(zhì)”。量子這個數(shù)學(xué)概念的意思,就是“離散變化的最小單元”。

量子和構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子是不同范疇的概念。從物質(zhì)的構(gòu)成來說,分子、原子、夸克等是構(gòu)成物質(zhì)的粒子;而從能量傳播來說,量子是能量傳播過程中能量發(fā)射和吸收的最小單元,它不是連續(xù)的,而是一份一份的,在實驗中量子可以表現(xiàn)為原子、光子、分子等多種形態(tài)。這種“量子化”物理量的數(shù)值是離散的,而不是連續(xù)地任意取值。量子跟原子、電子無法進行大小比較,因為量子的本意是一個數(shù)學(xué)概念。

通過上述分析可知,物理學(xué)中的原子、電子、質(zhì)子、中子等物質(zhì)本身就是粒子,而量子卻對應(yīng)著不同的粒子。例如,光是由許多光子組成的,所以光子其實就是光的量子;陰極射線是由一系列電子組成的,因此電子就是陰極射線的量子。在物理學(xué)中,量子是指一個最小的不可分割的基本單位,是能表現(xiàn)出某物質(zhì)或物理量特性的最小單元。

量子論的創(chuàng)立和發(fā)展

現(xiàn)代物理學(xué)由兩大理論構(gòu)成,即相對論和量子論。量子論是研究基本粒子物理學(xué)范疇的遵循法則,相對論是研究宏觀宇宙理論物理學(xué)范疇的遵循法則。作為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基石之一,量子論為人們研究自然界微觀物質(zhì)世界提供了新的觀察、思考和表述方法。尤其是量子論的開放性和不確定性,給人類社會的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造以啟迪,給整個物理學(xué)提供了新的概念。因此,量子論的誕生被視為近代物理學(xué)的新起點。

德國物理學(xué)家普朗克為創(chuàng)立量子論作出了突出貢獻。量子論揭示了微觀物質(zhì)世界的基本規(guī)律,為原子物理學(xué)、固體物理學(xué)、核物理學(xué)、粒子物理學(xué)以及現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ),較好地詮釋了原子結(jié)構(gòu)、原子光譜的規(guī)律性、化學(xué)元素的性質(zhì)、光的吸收與輻射、粒子的無限可分和信息攜帶等問題。伴隨著黑體輻射能量密度隨頻率分布規(guī)律的發(fā)現(xiàn),量子論得以創(chuàng)立。

1900年10月,普朗克為了克服經(jīng)典理論解釋黑體輻射規(guī)律的困境,引入了“能量子”概念,為量子理論奠定了基石。普朗克從物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)理論中借用不連續(xù)性的概念,提出了輻射的量子論。他從理論上導(dǎo)出的黑體輻射公式表明,物體吸收或發(fā)射電磁輻射,只能以量子的方式進行,每個量子的能量為E=hν,稱為作用量子,即對于頻率ν的輻射能量,物體只能以hν為能量單位吸收或發(fā)射,這里的h為普朗克常數(shù)。

能量子假說的提出具有劃時代意義,標志了物理學(xué)的新紀元。量子理論現(xiàn)已成為現(xiàn)代理論和實驗不可缺少的基本理論。

其他物理學(xué)家也為量子論的創(chuàng)立作出了重要貢獻。愛因斯坦是第一個意識到量子概念具有普遍意義的科學(xué)家。針對光電效應(yīng)實驗與經(jīng)典理論的矛盾,愛因斯坦提出了光量子假說,在固體比熱問題上成功地運用了能量子概念,并用光量子理論解釋了光電效應(yīng)中出現(xiàn)的新現(xiàn)象,從而為量子理論的發(fā)展打開了局面,同時進一步證明了普朗克提出的能量不連續(xù)概念。此后,玻爾、德布羅意、薛定諤和海森堡等許多科學(xué)家也對量子論的發(fā)展作出重要貢獻。

1913年,玻爾運用量子化概念提出“玻爾的原子理論”,對氫光譜作出了有效的解釋,使量子論取得了初步驗證。1923年,法國物理學(xué)家德布羅意提出了物質(zhì)波假說,之后薛定諤沿著物質(zhì)波概念確立了電子波動方程。與此同時,海森堡創(chuàng)立了解決量子波動理論的矩陣方法。1925年9月,玻恩與物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家約丹合作,將海森堡的矩陣方法發(fā)展成系統(tǒng)的矩陣力學(xué)理論,從而把量子論發(fā)展推向了一個新的高度。

量子力學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用

量子力學(xué)為物理學(xué)理論,是研究物質(zhì)世界微觀粒子運動規(guī)律的物理學(xué)分支,主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。它與相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)不僅是現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)理論之一,而且在化學(xué)等學(xué)科和許多近代技術(shù)中也得到了廣泛應(yīng)用。

量子物理學(xué)是由許多現(xiàn)代物理學(xué)家共同創(chuàng)立的新物理學(xué)科。1926年,量子力學(xué)的奠基人之一薛定諤研究發(fā)現(xiàn),從數(shù)學(xué)的角度上看,波動力學(xué)和矩陣力學(xué)是完全等價的,并將其統(tǒng)稱為量子力學(xué)。薛定諤發(fā)明的波動方程由于比海森堡的矩陣更易理解,因而成為量子力學(xué)的基本方程。1935年,薛定諤意識到了量子力學(xué)中存在不確定性的問題,因此假設(shè)了系統(tǒng)中處于兩種態(tài)的疊加之中的貓,即由于放射性的鐳處于衰變和沒有衰變兩種狀態(tài)的疊加,貓就理應(yīng)處于死貓和活貓的疊加狀態(tài),這就是著名的“薛定諤貓”思維實驗。1928年,狄拉克將相對論運用于量子力學(xué),經(jīng)由海森堡、泡利等人的發(fā)展,形成了量子電動力學(xué),致力于研究電磁場與帶電粒子的相互作用。

區(qū)別于經(jīng)典力學(xué)、相對論(宏觀低速、高速世界),量子力學(xué)從根本上改變了人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其相互作用的理解,明確解釋了原子世界“微觀宇宙”的奇異屬性:在這個“微觀宇宙”中,亞原子粒子被“類粒子力”聚在一起,原子由原子核和圍繞原子核旋轉(zhuǎn)的電子組成,原子核又由中子和質(zhì)子組成,大約100種不同類型的原子或元素構(gòu)成了我們已知的所有物質(zhì)世界。

當代物理學(xué)中,集成芯片從根源來說是量子理論發(fā)展之后的技術(shù)產(chǎn)物。集成電路的芯片將電路元器件,如電阻、二極管等在半導(dǎo)體芯片上集成,這一半導(dǎo)體技術(shù)以半導(dǎo)體理論為基礎(chǔ),而半導(dǎo)體理論以量子理論為基礎(chǔ)。在半導(dǎo)體的微型化已接近極限的情況下,如果繼續(xù)縮小,微電子技術(shù)理論就會顯得無能為力,必須依靠量子力學(xué)中的量子結(jié)構(gòu)理論來解決問題。

美國威斯康星大學(xué)材料科學(xué)家馬克斯·拉加利等人根據(jù)量子力學(xué)理論,已研發(fā)出可容納單個電子的被稱為“量子點”的微小結(jié)構(gòu),這種量子點非常微小,一個針尖上可容納幾十億個量子點。據(jù)此,研究人員可用量子點制造由單個電子運動來控制開和關(guān)狀態(tài)的晶體管。可以預(yù)見,量子力學(xué)理論將對電子工業(yè)產(chǎn)生重大影響,成為物理學(xué)一個尚未開發(fā)而又具有廣闊前景的新領(lǐng)域。

2、量子技術(shù)催生量子黑科技

量子加密

竊聽信息需要先復(fù)制信息,而不可克隆性保證了量子信息本身(或者由它生成的量子密碼)不會被復(fù)制,因而斷絕了一切竊聽的可能性。量子加密采用的原理是根據(jù)“海森堡測不準原理”和“單量子不可復(fù)制原理”建立的量子密碼概念。

“海森堡測不準原理”是量子力學(xué)的定理,指在同一時刻以相同精度測定量子的位置與動量是不可能的,只能精確測定兩者之一。“單量子不可復(fù)制原理”是“海森堡測不準原理”推論得出的定理,指在不確定量子狀態(tài)的情況下復(fù)制單個量子是不可能實現(xiàn)的,因為復(fù)制單個量子需要先做測量,而測量必然改變狀態(tài)、出現(xiàn)擾動,因而量子加密是絕對安全、不可能被破譯的。

目前,量子加密技術(shù)在密碼學(xué)上的應(yīng)用可分為兩類:一是利用量子計算機對傳統(tǒng)密碼體制進行分析,另一類是利用單光子的測不準原理在光纖一級實現(xiàn)密鑰信息加密??偟膩砜矗孔蛹用鼙绕胀娮余]件或無線電方式更為優(yōu)越,因為這種方式從理論上不能夠被破壞或攔截。

量子通信

量子通信主要涉及量子密碼通信、量子遠程傳態(tài)和量子密集編碼等領(lǐng)域,指利用量子糾纏效應(yīng)進行信息傳遞的一種新型通信方式。量子糾纏是微觀世界一種特有的物理現(xiàn)象,即兩個粒子之間不論相距多遠,不受空間影響、不需任何連接,卻好像有一根無形的線牽著,只要一個粒子狀態(tài)發(fā)生變化,就能立即使另一個粒子狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)變化。

量子通信正是利用量子糾纏效應(yīng)這種神奇的“心靈感應(yīng)”現(xiàn)象進行信息傳遞的,其雖僅是量子力學(xué)最簡單的一個應(yīng)用,但卻解決了很多傳統(tǒng)密碼學(xué)長期未能解決的根本性安全問題。

量子通信的全稱是“量子加密通信”,其實現(xiàn)是基于量子態(tài)傳輸。量子通信依舊由電磁波攜帶信息,量子技術(shù)只是把攜帶信息的電磁波保護起來了。為便于傳輸,現(xiàn)有的量子通信實驗一般以光子為量子態(tài)載體,其表現(xiàn)形式即為光子態(tài)傳輸。

量子計算

量子計算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進行計算的新型計算模式。較之于傳統(tǒng)的通用計算機,量子計算機的理論模型是用量子力學(xué)規(guī)律重新詮釋的通用圖靈機。從可計算的問題來看,量子計算機只能解決傳統(tǒng)計算機所能解決的問題;但從計算的效率上,由于量子力學(xué)疊加性的存在,某些已知的量子算法在處理問題時速度要快于傳統(tǒng)的通用計算機。

量子計算的基本屬性是疊加、糾纏和干涉。疊加是量子系統(tǒng)同時處于多種狀態(tài)的能力,它使得量子信息單元的狀態(tài)可以處于多種可能性的疊加狀態(tài),從而導(dǎo)致量子信息處理在效率上相比于經(jīng)典信息處理方式具有更大潛力;糾纏是量子的一個屬性,它通過將對象永久糾纏在一起從而實現(xiàn)對象的連接;干涉可用于控制量子態(tài),并放大引起正確答案的信號,同時刪除引起錯誤答案的信號。

量子計算使計算機的計算能力實現(xiàn)跨越發(fā)展,一臺量子計算機的運算能力頂?shù)蒙犀F(xiàn)在世界上所有傳統(tǒng)計算機的的運算能力之和。量子計算機一旦取得突破,所有的加密算法都會瞬間被暴力破解,全部信息將失去安全屏障,完全暴露在量子計算機的視野內(nèi),因此,量子計算機也是目前建設(shè)科技強國重點攻關(guān)的技術(shù)難題。

2015年5月,IBM在量子運算上取得兩項關(guān)鍵性突破,開發(fā)出四量子位原型電路,奠定了未來10年量子計算機的基礎(chǔ)。2016年8月,美國馬里蘭大學(xué)學(xué)院市分校發(fā)明出世界上第一臺由5個量子比特組成的可編程量子計算機。對于實用化的量子計算機的研發(fā),目前認為需要經(jīng)過實現(xiàn)量子優(yōu)越性、實用化的量子模擬機和容錯量子計算機三個發(fā)展階段。2020年12月4日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團隊構(gòu)建了76個光子的量子計算原型機“九章”,實現(xiàn)了“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解,這一成果也使我國成功實現(xiàn)了量子計算研究的“量子計算優(yōu)越性”。

量子測量

在量子體系中,根據(jù)馮·諾依曼測量假定,量子測量會導(dǎo)致量子態(tài)坍縮到待測物理量的本征態(tài),即量子測量對被測系統(tǒng)有反作用。即,量子測量會對被測量子系統(tǒng)產(chǎn)生影響,如改變被測量子系統(tǒng)的狀態(tài),則處于相同狀態(tài)的量子系統(tǒng)被測量后將得到完全不同的結(jié)果,但這些結(jié)果符合一定的概率分布。

量子測量基于微觀粒子量子態(tài)精密測量,完成被測系統(tǒng)物理量的執(zhí)行變換和信息輸出,在測試精度、靈敏度和穩(wěn)定性等方面與傳統(tǒng)測量技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢。

在量子測量方面,目前已經(jīng)研發(fā)和攻克了原子的激光冷卻與俘獲技術(shù)、原子噴泉技術(shù)、物質(zhì)波的干涉操控技術(shù)、原子能態(tài)及相關(guān)量子信息的探測提取技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。通過量子測量,可以了解量子的物理狀態(tài)和性質(zhì),從而更好地對其進行應(yīng)用。

當前,以量子慣性導(dǎo)航、量子目標識別、量子重力測量、量子時間基準和量子磁場測量等為代表的新型量子測量領(lǐng)域,在國防建設(shè)和軍事應(yīng)用領(lǐng)域極具戰(zhàn)略價值,受到世界各國政府和研究機構(gòu)的重視。其在解決工程化和實用化等問題后,有望在關(guān)系國家安全和國計民生的重點領(lǐng)域率先進入應(yīng)用領(lǐng)域。

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3、量子技術(shù)在當今世界的發(fā)展

量子技術(shù)在國外的發(fā)展

20世紀90年代以來,美國、歐盟、日本等相繼開始了量子技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用,并取得了豐碩成果。其中,美國領(lǐng)跑全球,引領(lǐng)了世界量子技術(shù)的發(fā)展。其他國家和集團也積極發(fā)展本國的量子技術(shù),并取得了顯著成效。

美國一直以來高度重視量子信息技術(shù)的相關(guān)研究,將量子信息技術(shù)作為引領(lǐng)未來軍事革命的顛覆性、戰(zhàn)略性技術(shù)。2018年9月,美國白宮科技政策辦公室國家科學(xué)技術(shù)委員會發(fā)布的《量子信息科學(xué)國家戰(zhàn)略概述》指出:量子測量有望為軍事任務(wù)提供先進的傳感器,發(fā)展新的測量科學(xué)和量子基準,改善導(dǎo)航和定時技術(shù);同時,由美國能源部和國家科學(xué)基金會牽頭,計劃自2019年起的5年內(nèi)最高投入13億美元,建成10個研發(fā)和人才培養(yǎng)基地。此外,美國國防部和中央情報局還將為量子技術(shù)研發(fā)提供支援。

與此同時,其他一些國家和集團也積極推進各自的量子技術(shù)發(fā)展。其中,歐盟通過了《量子宣言》,于2018年啟動了一項耗資10億歐元的“量子技術(shù)旗艦計劃”,加大量子通信、量子測量、模擬、傳感和計算的研究和應(yīng)用力度,從而對量子科學(xué)研究、產(chǎn)業(yè)推廣、技術(shù)轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)等方面給予重要支撐;英國在2015年發(fā)布的《英國量子技術(shù)路線圖》中對原子鐘、量子傳感器、量子慣性導(dǎo)航和量子增強成像等技術(shù)領(lǐng)域可能的商業(yè)化實踐和發(fā)展路線圖進行了分析和研究,并在《量子技術(shù)國家戰(zhàn)略》中提出了量子領(lǐng)域基礎(chǔ)研究、技術(shù)應(yīng)用、人才培養(yǎng)和國際合作方面的發(fā)展戰(zhàn)略;德國利用量子糾纏效應(yīng)打造量子互聯(lián)網(wǎng),目前已經(jīng)實現(xiàn)了第一個量子網(wǎng)絡(luò)原型,在節(jié)點之間完成了量子信息的可逆交換,并可在兩個節(jié)點之間產(chǎn)生遠程糾纏;日本將量子技術(shù)置于和人工智能、生物科技同等重要的位置,于2019年完成了“量子技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略”的制定;此外,加拿大、澳大利亞、巴西、印度等國在量子通信領(lǐng)域也相繼加大投入,加快推進本國量子通信技術(shù)的發(fā)展。

中國量子技術(shù)處于全球領(lǐng)先地位

在2018年的新年賀詞中,習近平主席在總結(jié)回顧過去一年我國在科技創(chuàng)新領(lǐng)域的重大成就時,特別提到“量子計算機研制成功”。2017年,世界首臺超越早期經(jīng)典計算機的光量子計算機在我國誕生,標志著我國在基于光子的量子計算機研究方面取得突破性進展,為最終實現(xiàn)超越經(jīng)典計算能力的量子計算奠定了堅實基礎(chǔ)。

在量子技術(shù)領(lǐng)域,中國量子技術(shù)發(fā)展取得了令全球矚目的成就,后來居上。

在量子計算領(lǐng)域,中國雖然起步相對較晚,但發(fā)展速度飛快,在光子、超導(dǎo)、離子以及拓撲量子比特等方面均有建樹,目前保持著18個量子比特糾纏的世界紀錄;在量子傳感方面,中國在量子雷達、遙感成像、精密測量和導(dǎo)航方面進展迅速,研究水平居世界前列;

在量子保密通信領(lǐng)域,“墨子號”量子通信衛(wèi)星升空,“量子京滬干線”等超大規(guī)模量子網(wǎng)絡(luò)投入應(yīng)用,我國科研團隊創(chuàng)造了一個又一個記錄,研究水平領(lǐng)先世界。

這是中華民族的光榮和驕傲,更是中華民族在科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的“中國夢”。

2016年8月16日,中國成功地發(fā)射了世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”,在國際上率先實現(xiàn)了高速星地量子通信,初步構(gòu)建了“天地一體化”的量子通信網(wǎng)絡(luò)。量子通信衛(wèi)星是一種傳輸高效的通信衛(wèi)星,能夠使中國制造的衛(wèi)星安全性得到質(zhì)的提升,從根本上解決信息安全問題。2019年9月,“墨子號”量子科學(xué)衛(wèi)星再獲重要成果,利用“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星對一類預(yù)言引力場導(dǎo)致量子退相干的理論模型進行了實驗檢驗。這是國際上首次利用量子衛(wèi)星在地球引力場中對嘗試結(jié)合量子力學(xué)與廣義相對論的理論進行實驗檢驗,極大地推動了相關(guān)物理學(xué)基礎(chǔ)理論和實驗研究。2016年年底,“京滬干線”部分區(qū)段已經(jīng)開通,這是世界第一條量子通信保密干線,承載重要信息的保密傳輸,開啟了中國量子通信新時代。至2017年10月,中國已建成2000多公里量子通信的“京滬干線”,并相繼投建了“武合干線”“寧蘇干線”等骨干網(wǎng)絡(luò),建設(shè)進程不斷加快。

隨著中國量子技術(shù)的普及和發(fā)展,量子通信作為保障未來信息社會通信安全的關(guān)鍵技術(shù),將有望走向大規(guī)模應(yīng)用,為信息化社會的發(fā)展提供基礎(chǔ)的安全服務(wù)和可靠的安全保障,并徹底解決基礎(chǔ)設(shè)施的信息安全問題。“墨子號”量子衛(wèi)星上天、量子計算云平臺啟動、“京滬干線”啟航,在這場微觀世界的量子技術(shù)競爭中,中國“探夢者”的創(chuàng)新步伐已經(jīng)走在世界量子技術(shù)領(lǐng)域的前沿。

原文載于《學(xué)術(shù)前沿》雜志

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