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如何看待我国第一颗量子卫星发射成功?

来源:未知 | 点击:次 | 作者: admin | 发布时间:2016-10-12 23:33
补充:看到最多赞的答案让人气愤,所以我想要在此普及:“就算美国或其他国家的量子计算机研制成功,它也无法破解我国量子卫星的通信。”另外,我国早在多年前就已经开始了量子计算机的研制(评论第一你看见了么 )并且取得了很大进展,我也不想多说什么,评论第一这样的美国狗我也见过不少。
补充2:为什么美国和其他国家暂时还没有研制成功量子卫星?因为我国将量子卫星计划纳入五年计划之中,很多外国科学家因为拿不到本国经费而来到我国中科大参与量子卫星的研制。至于问题评论中那个说骗经费的,你有脑子么?
补充3:有人说美国谷歌明年将会公布研制成功的量子计算机,我国科研人员了解后表示笑而不语。其实,谷歌的研制成功的量子芯片和中科大量子实验室研制成功的的量子芯片完全不是一回事。谷歌的D-Wave并非真正的量子计算机,而是量子退火机,算法和一般意义理解的加减乘除的算法是有区别的,一般的算法,比如求开方或求互质是有标准的程序。而蒙特卡罗算法的一个关键步骤就是要形成一些随机数,由随机数去模拟。谷歌的D-Wave模拟了一个量子模型,经过数值分析模拟出量子的势场结构;其量子处理器由低温超导体材料制成,利用了量子微观客体之间的相互作用。因此,其体系是量子力学的。而量子力学在微观层面上和宏观层面上是有区别的,它可以穿透一些势垒结构,比如有一道高3米,厚0.1米的墙,要翻过去必须有矫健的身手。通过量子力学,会有一定概率的普通人可以直接穿墙。但在经典层面上,用传统计算机来模拟的话,就必须老老实实的去爬墙,而这就是谷歌宣称快他们研制成功的量子芯片相较传统计算机快1亿倍的原因所在。换言之,谷歌的量子计算机只是针对特定环节,做特殊算法的计算机。谷歌的退火算法可以在特定的环节、特定的应用中超过传统计算机,但并不具有普适性。标准量子计算机是具有普适性的计算机,可以运行各种各样的算法,类似于经典计算机,电路等效于图灵机模型,可以把图灵机的各种功能用电路来实现。计算机的电路由基本的门来构成,而标准的量子计算机也是有这样的一个概念,是由一系列基本的逻辑门来实现量子电路,进而实现各种算法功能。这种量子计算机被称为具有普适性的量子计算机,而谷歌的量子计算机就没有量子计算机对应的门的概念。谷歌的量子芯片采用低温超导技术,超导系统具有可集成性,能够集成更多的量子比特,但操作精度远远达不到量子计算的要求,这也是谷歌之所以研究量子退火,而非标准量子计算机的原因。借助超导体系已有的相对成熟的超导电子学,谷歌可以比较容易集成数量较多的量子位,但选择了这条路也意味着谷歌不存在用量子退火机“升级”,制造出量子计算机的可能性。也就是说,中科大量子实验室的量子芯片是基于量子点系统,虽然集成的量子比特会少一些,但拥有更好的量子逻辑门精度,就构建标准量子计算机而言,中科大量子实验室没有选择蒙骗无知群众。




——————————————————————————————————————————————————————————————2016年8月16日凌晨1点40分,由我国科学家自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心成功发射。

北京时间16日1时40分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。

中国的量子卫星项目受到了全球科学界和信息安全界的密切关注。外国科学家表示,量子卫星的成功发射,让中国很有可能赢得在该领域的国际竞赛。

“建立最安全保密的量子通信”

量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一,600多公斤重的量子卫星带有四个有效载荷:量子密钥通信机、量子纠缠源、量子纠缠发射机、量子实验控制与处理机,它将在距离地面500公里高的太阳同步轨道,大约90分钟绕地球一圈。卫星设计寿命为两年。

量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍,量子通信的安全性基于量子物理基本原理,单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解,从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全,可从根本上、永久性解决信息安全问题。

这种安全的量子通信在国防、军事、金融等领域应用前景广阔。专家预测,量子通信技术可能在20至30年后对人类社会发展产生难以估量的影响。

外媒:“中国实现巨大科技突破。”

目前,国际上只有中国能将量子科学实验送入空间。因为量子卫星的研制没有任何经验可循,所以在此方面很多国家(包括美国)仍未取得实质性成果。


《华尔街日报》16日的报道称:“中国在自然科学研究领域已经超越西方。”

报道指出,在获得国家支持方面,从事这一领域研究的世界其他国家科学家很难有中国科学家这么幸运。在今年3月公布的中国五年经济规划中,推动量子技术发展被列为了战略重点。

身为量子物理学家的日内瓦大学教授尼古拉斯?基新说:“在研制量子卫星方面一直存在着国际竞赛,中国在这场竞争中的胜算很大。量子卫星的成功发射再次显示,中国已拥有设立大型项目并成功完成的实力。”

维也纳大学的Anton Zeilinge表示,此次发射的这颗量子卫星会将中国以及量子力学领域推进到一个重大技术突破的边缘。他说:“长远来看,量子通讯很有可能取代我们目前使用的通讯技术。”

CS全球咨询公司的专家Tsuisunji在做客韩国SBS电视台“中国通”节目时表示,“墨子号”量子卫星的成功发射,将成为中国在通信技术商用化领域超越美国和德国的契机。她还说:“到2019年中国有望完成量子卫星服务的推广和收费工作,至2023年有望在中国所有地区构建量子通信网络。同时,当量子卫星成功完成试验时,中国计划通过量子通信网让中国与欧洲连接,在2030年追加发射20个卫星,构建覆盖全世界的通信网络。”

“全球争夺量子信息技术制高点”


除了中国在紧锣密鼓地部署量子通信,寻求国际领先地位外,美国、欧洲、日本以及世界其他国家和地区也在积极推进量子信息科学的研究。

今年3月,欧盟委员会发布《量子宣言(草案)》,计划于2018年启动10亿欧元的量子技术项目。其中在量子通信方面,规划5年内突破量子中继器核心技术,实现点对点安全量子通信。10年内实现远距离量子网络、量子信用卡应用等,目标融合量子通信与经典通信,“保卫欧洲互联网安全。”

美国更是将“量子跃迁”作为“6大科研前沿”之一,认为人类正站在下一代量子革命的门槛上,量子力学正在导致变革性技术,必须加大投入促进交叉性基础研究。目前,美国科技公司谷歌、IBM等已经在量子计算机领域有所投入。

日本政府则提出了以新一代量子通信技术为对象的长期研究战略,并计划在2020至2030年间建成绝对安全保密的高速量子通信网,从而实现通信技术应用上质的飞跃。日本国家信息通信技术研究院计划在2020年实现量子中继,到2040年建成极限容量、无条件安全的广域光纤与自由空间量子通信网络。

小科普:量子信息技术

百余年来,量子力学的许多理论不断得到实验结果支持,催生了原子弹、激光、核磁共振、全球卫星定位系统等重大发明,改变了整个世界,这个过程就是“第一次量子革命”。

爱因斯坦曾对量子力学表示怀疑。而对他提出的质疑开展的持续研究,助推了量子调控技术的发展,催生了以量子通信和量子计算为代表的量子信息技术,被认为是开启了“第二次量子革命”。

量子具有许多不同于宏观物理世界的奇妙特性,若能掌握这些特性,则有望实现对信息处理能力革命性的突破。因此,量子信息被认为是全球下一代通信和计算机技术的基础性和战略性研究。
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