“量子革命引起新一轮科技竞赛 中国卫星立于潮头”

总公司北京8月16日，中国16日成功发射世界上第一颗量子科学实验卫星，量子新闻技术再次进入聚光灯下。 国际学术界著名的《自然》网站称，在这场特殊的太空大赛中，中国迈出了一大步。

放眼世界，欧盟4月宣布将量子技术作为新的旗舰科学研究项目，迎来第二次量子革命的白宫7月提出增加对量子新闻科学的投资，称之为国家的挑战和机遇。

第二次量子革命

大约一百年前，我们生活在普通的经典宇宙中。 一切都符合正常情况，没有不可思议的表现。 随后出现了量子理论。

突然，事情的表现总是不符合理性人的期望了。 在微观尺度上，一个粒子位于两个地方，甚至可以在两个不同的方向上工作。 另外，粒子之间相互缠绕可以通过某种方法瞬间远程感知，从而影响对方。

源自普朗克在1900年提出的理论的量子力学描述了这些看起来像魔法的物理现象。 这个理论不断得到实验的支持，在一百多年的时间里产生了许多重大发明原子弹、激光、晶体管、核磁共振、全球卫星定位系统等，改变了世界的面貌。 欧盟今年4月宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目，公告中称上述成果为第一次量子革命。

量子新闻技术是量子力学的最新迅速发展，代表着正在兴起的第二次量子革命。 量子新闻技术中，最具代表性的是量子通信和量子计算。 中国的量子卫星是世界领先的量子通信实验平台，但在重点介绍量子通信之前，让我们先来看看量子计算的威力。

基于量子理论开发的量子计算机具有强大的计算能力，是以前流传下来的计算机的亿倍。 其理由之一是，以前流传的计算机的各个比特只有0和1两种状态，一个量化比特可以有多个状态。 美国航天局、谷歌企业等机构宣布，联合开发的d-wave量子模拟器解决一些问题的速度达到了以前流传的计算机的1亿倍。 虽然这还没有被国际学术界视为真正的量子计算机，但量子计算的巨大潜力已经显露无遗。

量子攻防战

量子计算给保密带来了巨大的挑战。 中科院量子卓越创新中心教授陆朝阳告诉总部记者，目前国防、金融等行业广泛采用的通信密码都是基于数学计算的，在大规模量子计算机正式上市之前，在超强的计算能力面前这些密码系统将失效。

例如，量子计算可以打破以前流传下来的保密系统的所有利矛。

上帝关上了门，但打开了另一扇窗。 陆朝阳表示，源于量子理论的量子通信技术为保密提供了新的手段。 其基础是物理定律，例如用一个光量子发布新闻时，由于单光子已经是最小单位，窃听者无法截取光子的一半获取新闻的窃听者要测量这个光子的状态时，量子测量的不准确原理会导致这个光量子的状态发生变化。 客观规律谁也改变不了。 也就是说，量子通信将成为保密行业的新盾牌。

目前，量子通信的第一应用方法是量子密钥分配，也就是所谓的量子密码，通过量子通信方法传输密码。 另外，另一个正在探索的前沿行业是量子隐形传输状态，利用量子纠缠原理，可以瞬间将量子态传输到远距离，接近于科幻小说中所描述的远程传输。

新的科学技术竞赛

我相信量子技术在21世纪的重要性可以与上个世纪的曼哈顿计划相比较。 中国科学院量子卓越创新中心主任、中国量子卫星项目首席科学家潘建伟院士说。 也就是说，量子技术可能会像曼哈顿计划制造原子弹那样改变世界的结构。

由于量子通信和量子计算的巨大前景，每个大国都在竞争发展相关技术。 欧盟今年4月宣布将投入10亿欧元支持量子技术。 这是继石墨烯和脑科学之后的第三个旗舰型科研项目。 托马斯·，该项目的负责人之一，德国量子科学和技术中心的负责人； 卡拉科表示，欧盟披露前两个旗舰项目时，量子技术入选的时机远没有现在这么成熟。 因为是在斯诺登曝光美国大规模监听活动之前。 现在，欧洲希望有更保密的通信技术。

美国白宫也在7月底刚刚发表了官方博文，引用了美国国家科学技术委员会7月提交的报告《推进量子新闻科学:国家的挑战和机遇》，提出增加对量子新闻科学的投资。 事实上，美国许多政府部门，如国防部、航天局、国家标准技术研究所( nist )等早就在量子新闻技术研究方面投入了大量资金。 特别是nist得到了美国政府的高强度和稳定的支持，每年获得大量经费。 在过去的十多年中，nist在量子控制和量子新闻行业产生了五位诺贝尔物理学奖获得者。

许多高科技企业也在量子技术上投入了大量资金。 例如谷歌与美国航天局、加州大学圣巴巴拉分校共同建立了量子人工智能实验室，在公布量子计算机开发计划的那年，ibm宣布在接下来的五年内将向以量子计算技术为重点的行业投入30亿美元。 另一个比较小的科技企业也备受瞩目。 例如，battele企业正在运行美国第一个商业化的量子加密通信互联网。

中国卫星引领潮流

中国量子科学实验卫星升空首次以太空展开大量量子通信和量子计算相关实验，特别是建立天地一体化的量子通信网。 在激烈的全球竞争中，第一颗量子卫星的称号并不容易。

量子通信竞赛始于1995年举行第一次在日内瓦湖底逐一传送量子密钥的示威。 美国波士顿大学的量子物理学家亚历山大·； 谢尔吉延科告诉总部记者，欧洲是世界上最早进行量子通信实验的。 潘建伟院士最初也前往奥地利，来自量子科学行业权威专家蔡林格教授。 蔡林格团队在欧洲申请了卫星发射，但审核流程不顺利，目前成为中国量子卫星项目的合作者。

在亚洲，新加坡科学家去年曾尝试发射立方体卫星。 这是一种微型卫星，也可以用于一点点的量子技术实验，但与中国的量子卫星相比功能要弱很多。 但遗憾的是，承担发射任务的美国轨道atk企业的火箭于去年10月在其任务中爆炸。

中国卫星发射成功，将执行星星高速量子密钥的一颗颗发射、广域量子通信互联网、星星量子纠缠的一颗颗发射、星星量子隐形传态等多项科学实验任务。 《自然》杂志称，中国在这场特殊的太空大赛中走在了前列。 蔡林格也表示，中国卫星的成功将更容易得到其他国家量子卫星队的资助和支持。

潘建伟科研团队是该卫星项目的中坚力量，他们将主导计划于今年下半年采用的京沪干线量子通信网，这也将成为世界上最大规模的量子通信网。 在量子通信研究和应用方面，中国可以说是当今世界的领头羊。

由于此前的量子技术实验都是在地面上进行的，中国的量子卫星也有可能在科学理论研究上取得新的突破。 陆朝阳说，万一量子力学的某些定律在太空中发生了变化，就打开了新的物理学之门。 (记者黄31;、杨骏、林小春、张家伟、郭洋)。

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