中国科学院院士潘建伟详解“量子称霸”时间表‘下注平台’

10年到20年、50年到100年，这些数字从侧面体现了潘建伟对量子通信发展的慎重及远虑。这与A股量子概念股闻风上涨相映成趣。　　在27日举办的2016年上海院士峰会上，中国科学院院士潘建伟回应，在量子通信领域，期望通过10到20年的希望，建构一个天地一体(星地)的全球化量子通信网络；通过50年甚至100年时间，最后建构基于量子安全性确保的未来通信网络。　　10到20年建构全球星地量子通信　　量子理论从问世起就跟信息科技密切连接，促成了计算机、互联网，现在又为解决问题大数据时代计算能力严重不足、信息安全瓶颈作好了打算，转入了量子信息科学时代。

　　潘建伟在峰会上回应，量子即包含物质的最基本单元，还包括分子、原子、光子等，不仅可正处于二进制状态下的0和1状态，还可正处于中间变换状态；基于其不可分割及变换原理(量子变换状态下无法测量和无法准确拷贝)，可实现原理上无条件安全性的通信，即量子通信。但鉴于量子态传输的复杂性，在网络中构建量子态的传输或许还要50年甚至100年。　　潘建伟讲解，在经典通信领域，利用量子的不可分割和变换原理，展开量子秘钥的发给，来构建安全性的通信。

鉴于不可分割，监听者无法对光子展开拆分获取信息，如果拆掉则转变其不存在状态，我们就告诉秘钥遗失了。　　但量子秘钥发给及传输也面对诸多挑战。一是光源及探测器的不极致造成秘钥不安全性，定单光子源(弱光脉冲)不能收到近似于单光子，更容易被监听者求救，且出码率非常低(每1000秒内发送到一个码)。

潘建伟讲解其团队通过收买态量子秘钥发给、测量器件无光的量子秘钥发给解决问题了上述问题。二是光量子信息处理面对远距离光纤损耗过大、与环境的耦合不会使纠结品质上升、效率低落等挑战，光纤中信号无法缩放，即使使用最先进设备的手段要构建千公里的量子秘钥传输，平均值每100年才能传输0.3个光子。

　　目前，潘建伟团队使用可靠中继站和星地量子通信两条路径来构建量子秘钥传输。在可靠中继站探寻上，通过中继器缩放信号，确保秘钥的传输与安全性，潘建伟团队与工商银行合作的量子京沪干线未来将会年底竣工，可有效地扩展通信距离。星地量子通信方面，潘建伟团队通过实验，检验了黯淡的量子态在穿过大气层后是可有效地维持的，且做每秒可以传输1万个秘钥，千公里距离量级损耗为40kbps，并于8月16日升空了星地量子卫星墨子号。　　目前显然，星地量子传输是成熟期、简单的技术，但我们期望最后在地面构建几千公里的量子通信。

潘建伟讲解，我们期望通过10到20年的希望，建构一个天地一体的全球化量子通信网络，最后建构基于量子安全性确保的地面通信网络。为此，潘建伟团队正在展开量子中继的检验。截至目前，其团队已构建500公里量级的量子中继。

　　专用量子仿真计算机尚需10年希望　　量子信息科学的另外一个最重要应用于是量子计算出来，可实现计算能力的进步。基于量子的变换特性，量子计算机可实现分段的分布式量子信息处置，同时对2的N次方个数展开数学运算，这相等于经典计算机反复实行2的N次方操作者。这种分布式计算可大大提高运算能力、延长运算时间，限于于大数据及人工智能领域。

比如，解法10的24次方变量的方程组，目前最慢的太湖之光超级计算机必须100年左右计算出来时间，但用量子计算机大约必须0.01秒。　　鉴于极大的潜在应用于价值，量子计算出来沦为国际上的研究热点。潘建伟讲解，今年5月美国国家科学基金会(NSF)将下一代量子革命作为未来六大科研前言之一。

今年4月，欧盟宣告将投放10亿欧元反对量子技术旗舰项目。国际巨头如谷歌、IBM、微软公司也已插手量子计算出来的研究中。　　但潘建伟回应，确实构建可编程的、标准化量子计算机，有可能必须30年甚至50年。

潘建伟指出，目前建构一个非常简单的、不能计算出来一种问题的量子仿真计算机(而非标准化的)是较为不切实际的。潘建伟希望通过5到10年的能力，构建50量子位的量子模拟计算。　　在可拓展量子信息处置上，超强冻原子量子调控沦为研究热点，通过将超强冻原子装进光晶格中，可便利地构建基于超强冻原子量子调控的仿真量子计算出来。

潘建伟团队近期已构建大约600对超冷原子的纠结态，向基于超强冻原子的可拓展量子计算出来和量子仿真迈进最重要一步。　　潘建伟说道，在量子计算出来上，期望通过将近10年希望产生100对粒子的纠结，在特定问题的解法上，构建计算能力超过现有全球计算能力的百万倍。

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