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创富网赚直道超车,量子通信跑在世界前列

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70年的技术创新

我们的记者吴长锋

高寒量子物理和我们的生活有什么关系?

“事实上,在过去100年左右的时间里,量子力学和各种技术的发展已经完全改变了我们的生活。”中国科技大学的吕朝阳教授告诉《科学日报》。

时钟可以追溯到三年前,当时中国在八月发射了世界上第一颗量子科学实验卫星。

世界上几乎所有最重要的媒体,如英国广播公司、纽约时报、自然和科学美国人,都报道了这一事件,并将其评为改变世界的十大科学事件之一。《华尔街日报》还报道了“沉默一千年后,中国誓言回到发明和创新的巅峰”的话题。

随后,以量子卫星为代表,来自中国的一系列量子信息技术成果也直接或间接地引发了欧美投资的增加:欧洲正式启动了旗舰量子技术项目,美国也通过了《国家量子行动法案》(National Quantum Action Act)。

在“第二次量子革命”中占有一席之地。

今天用于计算机、笔记本电脑和手机的芯片的基本计算单元是晶体管,它是根据量子力学中的能带理论发明的。激光也来自量子力学。我们使用的硬盘和发光二极管都依赖于量子力学。

"但是以前的量子技术都是基于量子定律的宏观应用."刘朝阳说,近几十年来,物理学已经进入了一个新阶段。即使有数十亿个光子,我们也可以在实验室中精确控制一个光子和一个原子。

这些技术催生了“第二次量子革命”的一些新技术,包括安全通信、量子计算、精密测量等技术吕朝阳说,“第一次量子革命”,由于历史原因,中国没有参与太多。但现在,“第二次量子革命”是一个非常好的机会,一个让我们从追随者和模仿者转变为领导者的机会,中国科学家已经牢牢占据了一席之地。”

在中国建设世界级的量子实验室

1996年,中国科技大学的潘建伟刚刚去奥地利留学。

一天,潘建伟兴奋地去找他的导师安东·塞林格(Anton Salinger),说他通过计算发现了一个有趣的理论方案。安东完成计划后,他问自己是否听说过“量子隐形传态”。潘建伟说他不知道。

由于当时互联网水平的限制和国际期刊在中国的不充分普及,潘建伟在1993年在不了解班尼特等人相关论文的情况下,再次独立推出量子隐形传态,这是量子信息的核心方案。

从抵达因斯布鲁克的第一天起,导师安东就问潘建伟:出国留学的梦想是什么?他回答说,“中国应该建立一个世界级的量子实验室。”

时光飞逝,20多年过去了。在中国科学院、科技部、基金会委员会、教育部等部门的支持下,潘建伟的梦想正在一步步走向现实。

“2002年,我们的团队只有五个人。自2006年以来,许多年轻学生被派往世界各地,在国际先进实验室学习新技术。”吕朝阳表示,2009年,就在参加“复兴之路”主题展后,潘建伟先生兴奋地给几乎所有的留学生发了一条短信,希望我们能够回国,为民族复兴尽最大努力。

2011年,这些留学生基本上回到了中国。后来发生的事情是显而易见的。“我们团队的主要研究路线是从量子基础研究开始,然后进入应用基础研究,然后慢慢将一些可以直接应用和工业化的技术投入实际应用,以反馈社会和经济发展。”卢朝阳说道。

高级别论文的数量迅速增加。

量子纠缠是量子通信和量子计算的基础。“在多光子纠缠领域,我们一直保持着世界领先地位。目前,我们已经实现了18个光量子的纠缠。”卢朝阳告诉记者,利用国际领先的多光子纠缠和干涉技术,中国团队在2017年实现了首个光学量子计算原型,在“波色采样”的具体任务上,该原型可能超过前两台经典计算机。这是迈向“量子霸权”早期基本测试的一步。

“我们一直在做的不是在弯道超车,而是在直道超车。量子科学实验卫星是直道超车的一个很好的例子。”卢朝阳说,在示威开始时,一些专家会问这种研究是否在国外进行过。许多人认为我们是在国外进行研究后才开始这项研究的。

2017年,墨子实现了从北京到维也纳7600公里的量子保密通信。中国以量子卫星和“京沪干线”为基础,首次绘制了天地一体的量子通信网络蓝图。因此,许多外国机构,包括欧洲和美国的研究机构,自愿加入合作项目。

“此外,我们还利用超冷原子实现了实用的量子模拟技术,在量子计算和精确测量方面进行了系统的布局。”吕朝阳告诉记者,通过使用超导量子计算探索和解决普通量子计算机,我们的团队已经实现了12个超导量子比特的纠缠。

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