助力我国首次实现量子计算机优越性

核心提示近日,“中国量子计算机运算速度超过最快的经典超级计算机”的新闻刷爆了朋友圈,可谓震惊世界,而这,也让美国心急不已,美国相关部门随后表示,要加力研发抗量子技术。多数人不十分了解量子技术的具体概念,但从相关报道中,我们知晓,量子技术将大大提高并

最近“中国量子计算机跑得比最快的经典超级计算机还快”的消息刷爆了朋友圈,可谓震惊世界,而这也让美国焦虑不已。美国有关部门后来表示,要加大反量子技术的研发。

大多数人不太了解量子技术的具体概念,但从相关报道中我们知道,量子技术将大大提高并行计算、通信安全、加密技术、隐身技术、高精度导航、抗干扰成像等方面的能力。其军事应用有可能催生全新的战略能力和作战指挥体系。

《科学美国人》月刊网站12月3日报道,中国科学技术大学潘建伟和陆朝阳领导的物理学家团队利用量子计算原型“第九章”快速解决了“高斯玻色采样”的任务。国际学术期刊《科学》在线发表的论文显示,结果是76个探测到的光子,这远远超过了之前5个探测到的光子的记录和经典超级计算机的计算能力。与硅处理器搭建的传统计算机不同,“九章”量子计算机是由激光器、反射镜、棱镜和光子探测器组成的精密台式设备。它不是一台有朝一日可以发送电子邮件或存储文档的通用计算机,但它可以展示量子计算技术的潜力。

量子技术的潜力有目共睹。

2019年,谷歌研发的“思科莫”量子处理器,用3分钟完成了超级计算机一万年才能完成的任务。

如果用世界排名第一的中国“太湖神威之光”来执行第九章完成的作业任务,预计需要25亿年。

随着科技的发展,人们对量子技术越来越熟悉。目前,量子技术已经广泛应用于材料科学和制造技术,并取得了重大进展。

量子级联激光器的发明是半导体激光器领域的里程碑式发展,开创了中远红外半导体激光器的新领域,在红外对抗、毒品和爆炸物探测、环境污染监测、太赫兹成像等方向具有广阔的应用前景。这为量子探测和量子成像技术的快速发展奠定了基础。目前,中国科学家已经研制出5-8微米波段半导体量子级联激光器,使中国进入掌握此类激光器研制技术的国家行列。

在量子应用中,人们最熟悉的是卫星量子通信。其安全级别极高,不易被截获,稳定性强,尤其适用于深海水下通信。要知道,潜艇是一个国家最重要的威慑力量。但由于海水和空气体的物理隔离,如何与水下潜艇进行通信一直是各国面临的尴尬问题。量子通信技术可以提高潜艇不易被探测的水下通信能力,大大提高其指挥控制能力。

就量子计算机的构建而言,美国无疑是全球领先的,但量子技术并不仅仅应用于计算机,而是利用量子特性扩展到了快速安全通信等领域。2016年,中国发射了“墨子号”量子卫星,使用量子光子束,可以防止传输被截获。中国还斥资100亿美元在华东建立了一个巨大的量子信息科学实验室。可以说美国在量子计算上有优势,中国在量子通信上领先美国。如今,中国利用九章量子计算机的原型,在计算速度上取得了巨大突破。我相信未来中国在量子计算机领域会有很大的飞跃。

作为新一代创新技术,人们更看好量子技术在未来国防安全和军事领域的应用。未来中国研发的量子通信可以让美国无法截获或解密。量子计算也可能让敌人解密美国的敏感信息。量子雷达还能更准确地识别目标。量子传感技术还可以显著提高海底探测,让海洋更加“透明”。

但是中国的量子技术有了大的飞跃,这让美国坐不住了。

12月4日,美国《防务新闻》报道,美国国防信息系统局开始密切关注可以保护国防通信免受强大量子计算机攻击的加密能力。

报道称,在美国国防信息系统局的年度行业预测会议上,新兴技术部门的系统创新科学家斯蒂芬·华莱士(Stephen Wallace)表示,反量子加密是美国国防信息系统局在2021财年重点发展的新技术领域。

随着中国和其他势均力敌的对手努力发展可以突破当前加密技术的量子计算能力,反量子加密变得越来越重要。尽管需要几年时间,但量子计算机将使安全通信几乎成为不可能。

华莱士表示,美国商务部国家标准与技术研究所和美国国家安全局已经在进行反量子计算的研究。DISA正在寻求与他们合作。他表示,DISA未来“很可能”会发出反量子加密的邀请。

国防科学委员会量子技术应用评估工作组认为,量子传感、量子计算和量子通信是量子技术在美军最有前景的应用领域。

显然,量子技术的研究和应用将是大国博弈的战略前沿。美国的焦虑意味着中国在这一领域的快速发展。作为一个中国人,我为此感到骄傲!

 
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