量子密碼可以用了 但實現(xiàn)量子計算機與量子通信為時尚早

 量子力學誕生了一百多年,這是人類最成功的理論。因為有量子力學的誕生,我們才可能有激光、有半導體以及更多先進技術。實際上,量子力學已經在人類生活中發(fā)揮著重要作用。

  但是,以前由量子原理產生的器件,包括激光、半導體都是經典器件,而量子信息技術是直接利用量子的性質研制出的量子器件,而不是經典器件。這個量子器件的功能要遠遠超越經典器件的物理極限,這就是量子信息技術帶來的新時代的新技術。

  實現(xiàn)量子計算機與量子通信為時尚早

  量子力學的基本性質主要包含了三個方面:首先,量子力學是疊加狀態(tài),所以從信息本身開始就是量子化的;其次,量子具有非局域性,而體現(xiàn)了非局域性的糾纏態(tài)是量子信息里非常重要的應用;最后,量子具有不可克隆性。

  量子計算機性能與電子計算機性能的對比,猶如電子計算機與算盤計算能力的對比。由于量子概率不確定性的特點,使計算機有望突破非0即1的二元限制,使計算機存儲、計算能力等擴增,從而使IT、通信領域的軟、硬件獲得革命性進展。

  量子計算機實際上跟電子計算機一樣,都是要解函數,不同的是量子計算機的處理操作用的是量子芯片。電子計算機用電子芯片去串行運算,用量子芯片替代它就會并行運算,所以量子計算機的速度就是在量子性,即疊加性導致的并行運算能力,相應的軟件、編程也都做出相應的變化。

  對于量子計算機,國際和中國科技界做了不懈努力。2002年國際上就開始研究,現(xiàn)在已經做成了一個芯片的兩個量子比特。雖然中國量子技術研究起步較晚,但近幾年發(fā)展卻非常迅速,在國際上有一定地位,目前中國已經做到了三個量子比特,四個比特也正在做。

  與此同時,中國的量子儲存器各種性能,如保真度,還有儲存模式等,很多指標上都在國際上處于領先地位!笆濉逼陂g,量子通信也被劃定為未來5年國家重點戰(zhàn)略項目。

  量子通信從學術上說是通過量子網絡把量子信息傳遞過去。如果有兩個量子網絡,我們就可以構成聯(lián)網,把所有的網絡全連起來,就實現(xiàn)了一個量子云計算,這種功能將會比我們現(xiàn)在電子計算機為基礎的計算網絡功能要強得多。

  不過由于量子計算機、量子通信在技術突破以及產業(yè)化上有著相當大的難度,因此這兩項技術還需要長時間的探索與研究,難以在短時間內得以實現(xiàn)。

  率先發(fā)力信息安全和傳感器領域

  量子信息技術可能會成為對人類帶來最大沖擊的新技術。量子技術可以應用在量子模擬機、量子計算機、量子通信、量子密碼、量子傳感等多個領域。相對于其他領域來說,量子技術將會率先在信息安全以及傳感器領域得到應用。

  量子信息出來以后,對現(xiàn)在的保密系統(tǒng)產生很大的挑戰(zhàn)。首先,現(xiàn)在的保密系統(tǒng)是利用數學的復雜度來確保保密信息的安全性,一個數學的問題要被解了,它的安全也就被破解。

  在安全方面,量子計算機還比較遙遠,但是量子密碼是現(xiàn)在就可以用的。量子密碼即量子保密通信。量子保密通信的安全性不靠數學計算的難度,而是靠物理定律,靠量子力學的不確定、不可克隆的基本原理,因而理論上沒法破解,從而比現(xiàn)行安全技術更為可靠。

  目前,量子密碼穩(wěn)定性等基本問題都已經解決。在某些領域,我國已經進行量子安全的產業(yè)化實驗,技術已經接近于成熟。不過,由于缺乏量子中繼技術,量子安全還只能在一個城市的城域網使用。兩個城市之間還不能用。目前各地正在大力推進智慧城市,量子密碼在單個城市應用實現(xiàn)突破,已經開啟了一個很大的市場。

  另外,傳感器利用量子信息,還可以很容易傳感各種物理量,這個比現(xiàn)在的傳感器不管是靈敏度、精度都有大幅度提高,而這也是在未來幾年中將會面臨到的量子技術的應用。

  現(xiàn)在有溫度傳感器、壓力傳感器、磁場傳感器,我們現(xiàn)在正在做一個納米級的顯微鏡,這些都是當前前量子傳感器領域的研究熱點。

  總之,量子信息技術將會是人類發(fā)展的重要一環(huán)。


掃碼關注5G通信官方公眾號,免費領取以下5G精品資料
  • 1、回復“YD5GAI”免費領取《中國移動:5G網絡AI應用典型場景技術解決方案白皮書
  • 2、回復“5G6G”免費領取《5G_6G毫米波測試技術白皮書-2022_03-21
  • 3、回復“YD6G”免費領取《中國移動:6G至簡無線接入網白皮書
  • 4、回復“LTBPS”免費領取《《中國聯(lián)通5G終端白皮書》
  • 5、回復“ZGDX”免費領取《中國電信5GNTN技術白皮書
  • 6、回復“TXSB”免費領取《通信設備安裝工程施工工藝圖解
  • 7、回復“YDSL”免費領取《中國移動算力并網白皮書
  • 8、回復“5GX3”免費領取《R1623501-g605G的系統(tǒng)架構1
  • 本周熱點本月熱點

     

      最熱通信招聘

      最新招聘信息