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發(fā)布時間:2020-10-17 14:17:49 信息來源: 閱讀次數(shù): 8240 次
長沙晚報掌上長沙10月17日訊 據(jù)央視新聞消息:量子科技,,是國際最為關(guān)注的前沿?zé)狳c之一?!笆濉逼陂g,,我國成功發(fā)射了世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星、建成世界首條千公里級量子干線,、完成世界首 次洲際量子通信,,在量子通信領(lǐng)域取得一系列重大進(jìn)展,使我國在國際量子通信領(lǐng)域的賽道上繼續(xù)保持領(lǐng)跑地位,。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 中國科學(xué)院院士 潘建偉:我們下一步的奮斗目標(biāo)就是希望把它(量子衛(wèi)星)本身的重量由600公斤,、(量子光源)亮度100兆左右,突破到100公斤,,可能的話到50公斤左右,,讓亮度可以進(jìn)一步提高。
在位于安徽合肥的中國科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院,,潘建偉院士和同事們正在研討量子衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)劃,。2016年,我國成功發(fā)射世界首顆量子通信實驗衛(wèi)星“墨子號”,,并圓滿完成了星地量子密鑰分發(fā)等三大科學(xué)目標(biāo),。然而,要構(gòu)建天地一體化的全球量子通信網(wǎng)絡(luò),,量子通信還面臨很多急需攻關(guān)的技術(shù),。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 中國科學(xué)院院士 潘建偉:我們這一兩年技術(shù)上有很好的進(jìn)步,我們的空地量子密鑰分發(fā)的線路的效率得到了大幅度的提升,,所以從這樣一來,,我們天上的載荷就可以做得更小了,就可以由原來的幾百公斤做到幾十公斤,,這個成本就可以大幅度地由幾個億降低到千萬的量級,。我們希望明年能夠完成(微納量子星)正樣的研制,,具備擇機(jī)發(fā)射的條件。
潘建偉介紹,,通過“墨子號”與地面星地量子實驗所積累的經(jīng)驗,,地面臺站也由原來的十多噸重降低到了百公斤量級。利用已經(jīng)超期服役兩年的“墨子號”,,科研團(tuán)隊還在進(jìn)行量子精密測量,、量子時頻傳遞等多項科學(xué)實驗。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 中國科學(xué)院院士 潘建偉:我們覺得一個好的東西,,建議是能夠通過國際合作來推動整個領(lǐng)域的發(fā)展,,后面我們可能會跟我們意大利的同事、印度的同事,、加拿大的同事然后還有俄羅斯的同事一起合作,,再進(jìn)一步做一些相關(guān)的實驗,來確認(rèn)它是不是能夠很好地把信號送到各個地區(qū)的地面站,,為我們后面推動實用星的研制能夠積累更多的經(jīng)驗,。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 “墨子號”科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總工程師 彭承志:除了圍繞墨子號現(xiàn)在正在做的這樣一些物理的和通信的這樣的一些實驗之外,我們更重要的精力轉(zhuǎn)向了下一代的空間量子通信的網(wǎng)絡(luò)的研究,。這就包括未來要把這個量子通信(衛(wèi)星)推向中高軌,,甚至于到(地球)同步軌道,到那個時候我們就能夠?qū)崿F(xiàn)24小時全天時的這種量子通信了,。
量子是質(zhì)量,、能量等各種物理量的基本單元,比如光子,、原子等基本粒子都被統(tǒng)稱為量子,。與宏觀世界不一樣,處于微觀世界的量子具有糾纏,、疊加等很多特性,,所以將量子技術(shù)應(yīng)用到保密通信、超 強(qiáng)計算,、精密測量等諸多領(lǐng)域,,可以實現(xiàn)很多經(jīng)典信息技術(shù)所不能完成的任務(wù)。
十三五期間,,世界首條千公里級量子保密通信干線——京滬干線建成啟用,,與“墨子號”相結(jié)合,我國成功實現(xiàn)世界首 次洲際量子保密通信,。就在今年,,潘建偉研究團(tuán)隊還將無中繼光纖量子密鑰分發(fā)的世界距離拓展到了500公里,并成功實現(xiàn)了千公里級基于糾纏的量子保密通信,,在量子信息領(lǐng)域取得了一系列重大進(jìn)展,。
除了量子保密通信外,,量子科技的另一個重大應(yīng)用前景就是量子計算。量子計算被稱作“自然賦予人類的終 極計算能力”,,如果將傳統(tǒng)計算機(jī)的速度比作“自行車”,,量子計算機(jī)的速度則可能是“飛機(jī)”。在量子計算領(lǐng)域,,科研團(tuán)隊正在進(jìn)行怎樣的技術(shù)攻關(guān),?量子科技的發(fā)展有著怎樣的戰(zhàn)略規(guī)劃?
總臺央視記者 帥俊全:我現(xiàn)在就是在光量子計算實驗室,,研究團(tuán)隊正在進(jìn)行攻關(guān)的就是50個光子的量子計算研究,。量子計算的速度,它其實是隨著可操縱光子的數(shù)目的增多而呈指數(shù)級的上升,,所以一旦50個光子的量子計算研究實現(xiàn)成功的話,,它對特定問題的計算速度就能夠達(dá)到現(xiàn)有的超級計算機(jī)的百萬億倍之多。
2017年,,我國科學(xué)家成功實現(xiàn)十個光量子比特的糾纏操縱,,研制出了世界首臺超越早期經(jīng)典計算機(jī)的光量子計算機(jī),。隨后,,研究團(tuán)隊又通過多項技術(shù)攻關(guān)、成功實現(xiàn)了18個光量子比特的糾纏操縱,,進(jìn)一步刷新了該領(lǐng)域的世界紀(jì)錄,。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 中國科學(xué)院院士 潘建偉:最近正在做相關(guān)的實驗,那么這個實驗我們是非常有信心的,,希望能夠?qū)崿F(xiàn)50個光子的相干操縱,。那么實現(xiàn)之后,它其實就是說我們在量子計算里面有一個指標(biāo)性的里程碑,。也就能說明我們到底能不能比超級計算機(jī)算得快,。與此同時,我們最近正在測試就是60個比特的超導(dǎo)量子計算系統(tǒng),,希望能夠在不久的將來有比較好的成果,。
量子計算被認(rèn)為是未來推動高速信息處理的顛覆性技術(shù),有望在密碼分析,、長周期天氣預(yù)報,、石油勘探和藥物設(shè)計等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。目前國際上對于量子計算的研究有很多方案,,光子,、超冷原子和超導(dǎo)線路等三大體系最受關(guān)注。潘建偉介紹,,實現(xiàn)可編程可通用的量子計算機(jī)或許還需要二十年甚至更長的研究攻關(guān),,但專門用于解決一些特定問題的量子模擬機(jī)已經(jīng)顯示出了超 強(qiáng)的計算能力,。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 中國科學(xué)院院士 潘建偉:我們說五年之內(nèi),量子通信方面,,我們要推廣它的實用化,,所以首先要實現(xiàn)地面設(shè)備的小型化和成本的大規(guī)模降低和量子衛(wèi)星的實用化,這是一方面,。第二方面在量子計算方面,,我們會在完成(量子)稱霸的基礎(chǔ)之上,完成一些有價值的專用量子計算機(jī)的研制,,可以來解決一些在傳統(tǒng)超級計算機(jī)里面解決不了的又是有價值的科學(xué)問題,,這是我們“十四五”(期間)在量子計算機(jī)方面提出來的一個目標(biāo)。量子精密測量剛剛開始開花結(jié)果,,我們希望能夠通過“十四五”(期間)的努力,,也能夠走到國際的第 一方陣。