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中科院专家详解量子“黑科技”的未来我国量子通信进入产业化阶段

文章出处:责任编辑:人气:17752发表时间:2017-11-01 11:47:30【


中科院专家详解量子“黑科技”的未来我国量子通信进入产业化阶段

量子计算机到底如何PK超级计算机?量子通信如何通过“密钥分发”拯救信息泄露?科幻电影中经常出现的“传送人”,未来又如何通过“量子隐形传态”来实现?

由中国创新创业成果交易会办公室主办,广州市科协、广州日报社、广州市全民科学素质办指导,广州市科学技术普及中心承办的“广州科普大讲坛第131讲”昨日在广交会展馆举办。本次讲座,特别邀请到中科院量子技术与应用研究中心副主任、科大国盾总裁赵勇,围绕“实用化量子通信技术”进行主题演讲。




量子是什么?

量子是现代物理的重要概念。量子是什么,我们现在究竟在研究什么?在讲座过程中,赵勇花了长达一个半小时给大家讲解这项“黑科技”的基本知识。

赵勇解释,量子是构成物质的最基本单元,是能量的最基本“携带者”。

根据物质的不同,量子也有不同的形态,比如大家已经比较熟悉的“光子”,指的就是“光的量子”,是一定频率的光的基本能量单位。量子有两个重要的特性,一是不可分割性,因为它已经是“最微小单元”,另一个就是“可叠加性”。描写微观物理世界的物理理论就是量子力学。

赵勇表示,目前,在量子信息领域,科学家已经做了大量的工作,特别在应用方面,有不少成果。

赵勇介绍,这些研究和成果,主要集中在三个方面,一是量子通信,二是量子计算,三是量子探测。特别是量子通信,中国在国际上排名领先。量子通信的实现,又通过两种方式,一是量子密钥的分发,主要用于传统信息的安全传输;另一种是量子隐形传态,是传递量子状态的有效手段。




“传送人”距离现实有多远?

量子通信,由于具有理论上可证明的无条件安全等特点,成为通信保密的重要手段,也因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。量子通信不仅可以用于军事、国防等领域的国家级保密通信,还可以用于涉及秘密数据、企业死人信息、包括政府金融、电信等领域和部门。

赵勇介绍,我国量子保密通信已经进入实用化和产业化阶段,围绕这一技术, “京沪干线”及“墨子号”在应用上已经进行了有效探索。比如,京沪干线已经为银行业开展服务,与阿里巴巴等知名电商也进行了很好的合作。

赵勇表示,量子通信的基础设施将是人造星与地面一体化的广域通信网络。而国内的量子通信,在实用化方面已经形成了初步的生态,从最源头的基础创新,到基础器件和设备的研发生产,再到应用平台和运营服务,都已经形成了一个产业环境。

最后,赵勇还跟大家分享了“量子隐形传态”这一新概念。在科幻片中,我们经常会看到,将一个东西或一个人放在一个密闭空间中,过了一会,就成功把东西或人传递到另一个地方。这个到底能否实现呢?“这个过程需要量子纠缠和传统信息交互共同发挥作用,涉及到物质状态的测量与重构,以及信息的传递。”

他对照电影片段,对“隐形传态”进行了解释。这是在纽约,这个人进入到一个类似电梯的空间后,被分解成粒子。在分解过程中,要对每个粒子与事先存储在本地的纠缠粒子进行测量,测量的结果,再传到巴黎的一个密闭空间。在这个过程中完成了粒子状态的传输交换。而在巴黎的密闭空间中,将这些粒子进行了重构。

赵勇表示,这个过程不是复制,而是先摧毁,再重构。未来是否可能实现?这也是可能的,但不仅要有物理学上的突破,还要有生物学上的突破,当我们能重构人的生理结构时,在完成信息的传递这一过程后,才能进行重构。对于目前来说,还是非常遥远的。

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