量子革命：开启未来科技“新引擎”

“你好！”9月29日，从中国发出的一声问好，通过量子保密“京沪干线”，又经过“墨子号”卫星，跨越了半个地球来到奥地利。这是历史上首次洲际量子保密通信。

量子卫星上天、量子计算云平台启动、“京沪干线”启航，在这场“第二次量子革命”中，微观世界的这些中国“探梦者”，正在寻找开启未来科技的“新引擎”。

量子通信：一场反监听的安全大戏

最开始，人类结绳记事；然后，用语言和文字沟通；再后来，手机、网络成为必需品。信息传输，早已从如何传输，走入了“如何安全传输”的年代。而在这场比电影更精彩的现实大戏中，有两个人贡献了两幕高潮。

斯诺登说，有人在监听。

潘建伟说，他们听不懂。

中国科学技术大学、杏林苑和滨湖新区……2008年10月，这三个合肥市内本不相干的点，因为一次实验连接在了一起。它们仨因为组成了三节点可扩展的量子通信网络，实现了全球首个量子保密电话系统建设，而被永久载入史册。

随后，五节点，四十六节点，合肥、济南城域网，“京沪干线”……量子通信网在不断扩展。随着量子卫星的发射成功，量子通信网络真正升至“广域”“洲际”传播，为信息保密传输画上了“天地一体”的注脚。

9月29日下午，中国科学院院长白春礼与奥地利科学院院长安东·塞林格通过量子保密通信网络进行了一次视频通话。这次通话使用的量子密钥，信号是这样“走”的：先通过“京沪干线”北京控制中心与“墨子号”卫星兴隆地面站的连接，打通天地一体化广域量子通信的链路，然后通过“墨子号”与奥地利地面站的卫星量子通信，来到7000多公里以外的欧洲。

从百公里级的实验，到千公里级的实际应用，中科院量子信息与量子科技创新研究院研究团队不断取得突破，先后攻克了高速量子密钥分发、高速高效率单光子探测、可信中继传输和大规模量子网络管控等关键技术难题。

由于量子具有“不可分割”、“测不准”、“不可克隆”等特性，量子保密通信在原理上是绝对安全、不可破解的。

量子计算：秒杀超级计算机的未来引擎

10月11日，量子计算云平台“中国版”正式启动，量子计算的商业化落地近在咫尺。这一云平台，由中科院与阿里云合作发布。据介绍，这是为用户提供量子计算的起点，希望推动量子计算产业化，实现三方面的愿景：一是提升现有计算，包括提升机器学习、组合优化等性能，带动基于这些核心计算的业务；二是赋能新兴产业，营造量子信息技术的生态系统；三是扩充安全，加强已有的量子加密通信技术，使用量子卫星，推出基于量子密码的安全计算。

将量子计算商业化，已经是全球业界的共识。2016年，IBM就向公众开放了一款基于云的量子计算平台——“QuantumExperience”，用户登录后能使用一台5量子比特的量子计算机进行算法或实验模拟；2017年3月，又宣布计划建立业界首个商用通用量子计算平台IBMQ。

让更多人参与到量子计算的探索和研究中，无疑可以加快其突破的速度；但量子计算也并非是“万能”的，其目的主要是用来处理过于复杂和发展太快，以至于传统计算系统无法处理的各种问题。潘建伟说，目前云平台提供25量子比特的经典计算仿真环境，2017年底基于10个超导量子比特的量子计算将上线。

“量子革命”：中国量子人如何回答爱因斯坦“百年之问”？

信息技术的发展，很大程度上是量子力学奠定了根本的基础。通过对量子力学理论的观测和应用，催生了第三次产业变革，同时也带来了两个问题。

一是安全性的问题。信息传输过程中，所有依赖计算复杂度的经典加密算法，原则上随着计算能力的提高，都是会被破解的。信息安全的瓶颈日益凸显。

二是大数据带来的计算能力瓶颈。要把数据中的有效信息提取出来，需要庞大的计算能力，否则数据就是垃圾。尽管现在每部手机的计算能力和当时“登月计划”中用到的是同等量级，但现在全世界的计算能力仍然是非常有限的，大约在2的80次方左右。进入纳米量级后，量子效应将起到主要的作用，原有的摩尔定律也将遇到瓶颈。

“非常有意思的是，量子力学同时为解决这些问题做好了准备，第二次量子信息革命正在加速到来。”潘建伟说，量子信息学将有三方面的应用：第一是利用量子通信提供原理上无条件安全的加密；第二是利用量子计算实现超快的计算能力，一个亿级变量的方程组计算，用现在最快的超级计算机也需要100年，而用量子计算机只需要0.01秒；第三是实现量子精密测量。

对于量子时代的科学应用，中国“量子人”团队有着明确的科研路线图：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范围量子通信网络；通过量子计算研究，为大规模计算难题提供解决方案，实现大数据时代信息的有效挖掘；通过量子精密测量研究，实现新一代定位导航等。 （新华网）

新闻推荐

楼宇社区生态圈焕发活力

合肥银泰中心地处长江中路繁华地段，占地面积19万平方米，是一家集购物中心、星级酒店、高端写字楼等为一体的城市综合体，入驻企业（品牌）462家，其中LV、GUCCI等国际知名品牌35家。2013年8月，银泰楼宇社区...

合肥新闻，新鲜有料。可以走尽是天涯，难以品尽是故乡。距离合肥再远也不是问题。世界很大，期待在此相遇。