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世界各国争夺量子信息技术制高点

2016-08-18  来源:中国信息产业网-人民邮电报  作者:宗禾

8月16日,我国在酒泉卫星发射中心成功将世界首颗量子科学实验卫星发射升空,标志着我国量子信息技术科学研究又迈出重要一步。“墨子”号承载着在国际上率先探索星地量子通信可能性的使命,并将首次在空间尺度验证已有百年历史的量子理论的真实性。

量子卫星的成功发射和在轨运行,将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。

量子通信代表了数据传输速度与安全的未来方向,是一座万亿级别的产业富矿。有关专家估算,短期内量子通信产业规模即可达数十亿元。随着网络区域的扩大及卫星量子通信网络的建设,未来市场空间将更为广阔。除了我国在紧锣密鼓地部署量子通信,寻求国际领先地位外,其他国家和地区也在积极推进量子信息科学的研究,争夺这一未来高技术发展的制高点。

美国

美国对量子通信的理论和实验研究开始较早,是最先将量子技术列入国家战略、国防和安全研发计划的国家。20世纪末,美国政府便将量子信息列为“保持国家竞争力”计划的重点支持课题。2006年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室进一步完善了诱骗态方案,并实现了超过100公里的量子保密通信实验。2007年,美国科学家让两个独立原子实现了量子纠缠和远距离量子通信。2009年,美国国防高级研究计划局和洛斯阿拉莫斯国家实验室分别建成了两个多节点量子通信互联网络,并与空军合作进行了基于飞机平台的自由空间量子通信研究,建成城域量子通信演示网。同年,美国麻省理工学院科学家在冷原子中量子存储和波动研究领域有了新的突破,相关技术是设计量子信息网络的关键。美国航空航天局计划在其总部与喷气推进实验室之间建立一个直线距离600公里、光纤皮长1000公里左右的包含10个骨干节点的远距离光纤量子通信干线,并计划拓展到星地量子通信。

美国国家科学技术委员会在今年7月发布了《推进量子信息科学:国家的挑战与机遇》的报告。该委员会认为量子计算能有效推动化学、材料科学和粒子物理的发展,未来可能最终会颠覆众多科学领域,人工智能属于其中之一。美国政府随即在官网发文,督促学术界、工业界和政府尽快就量子信息科学议题进行交流,以保证量子信息研发的关键需求得到满足。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。

关键词:量子通信 量子保密通信 量子信息处理 量子纠缠 纠缠光子