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  • 从普朗克到“九章” 量子科技跨越百年奔向未来

    发布时间: 2021-10-10 10:42首页:房产新闻 > 头条热点 > 科技新闻 > 阅读()

      121年前,当马克斯・普朗克在德国物理学会提出“量子”概念时,恐怕再大胆的人也难以想象,这将给世界带来多大的改变――核能、激光、计算机、手机等都与此相关。

      今年9月,在安徽省合肥市,2021量子产业大会上传来了新的进展:人们正尝试用量子来实现“无法被窃听”的通信,用200秒求解5000万个样本的数学问题,在头发丝直径几万分之一的细微处感受磁场强弱……当人们对微观世界的认知更加深邃,宏观世界也将更美好。

      “无法被窃听”的通信方式

      提起卫星接收站,人们可能会想起一个“大家伙”。但出现在量子产业大会上的量子卫星地面站,却只有约1米高、不到100公斤重,看上去像个大号的显微镜。

      “集成化、便利化和低成本是量子通信产业发展的趋势。我们把卫星接收站做得小而轻、可移动,就是希望在没有光纤网络的地方,比如边疆、海岛,用它与墨子号卫星对接,使用量子保密通信。”科大国盾量子技术股份有限公司的项目总监周雷说,同时他们也推出了小型化的量子密钥分发器,希望让有光纤网络的地方能更便捷、便宜地用上量子通信。

      量子通信是一种理论上“无法被窃听”的通信方式,建起“量子通信网”,让越来越多的人使用量子通信,这是中国不少科研人员正在推进的一个宏大构想。今年1月,英国《自然》杂志刊文,中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子密钥分发,标志着中国已构建出“天地一体化”的广域量子通信网雏形。

      利用量子特性,造出比电子计算机更快的量子计算机,被认为可能将是量子科技最有价值之处。2020年,中国的潘建伟、陆朝阳等学者宣布,研制出了76个光子的量子计算原型机“九章”。“九章”“祖冲之号”“本源悟源”……在9月18日的量子产业大会上,来自中国的多款量子计算机产品纷纷亮相,满足广大观众的好奇心。

      量子科技的另一个重要应用方向是精密测量。国仪量子(合肥)技术有限公司推出了量子钻石原子力显微镜。该公司传感器技术负责人许克标说,这款显微镜不仅能“看到”纳米级微小结构,还能“感应”到芯片上的磁场分布。这些功能很有用,比如可以帮助研究更高效率、更低功耗的新一代磁存储器。

      “第二次量子革命”已经启幕

      百余年前量子理论的出现,引发了第一次量子革命,催生出以计算机、手机、互联网为代表的现代信息技术。进入21世纪后,量子领域的新发现、新理论、新技术密集涌现,预示着“第二次量子革命”已经启幕。

      “第一次量子革命,人们只问量子理论能让我们做什么,不去问为什么,是被动的观测与应用。”中国科学院院士郭光灿说,第二次量子革命则是主动利用量子特性,开发量子通信、量子计算和量子精密测量等创新应用。

      目前,全球量子科技的发展在加速。在合肥,有一条以量子产业为特色的“量子大街”,两侧分布着各类量子科技企业7家,关联企业十几家,2020年合计实现产值约4.3亿元人民币。当地政府积极推动形成以芯片、软件、行业标准、商业模式为内容的量子产业链,引导量子产业与金融、生物、航天、汽车等行业合作,希望用量子科技为经济发展赋能。

      “九章”量子计算原型机的研制者之一、中国科学技术大学教授陆朝阳在会上发表演讲,认为量子计算机将经历实现“量子优越性”、专用量子计算机、通用量子计算机三个阶段,最终可望为天气预报、材料设计、药物分析等领域提供“超强算力”。他们去年发布的“九章”,还处在第一个阶段。

      他透露,他所在的科研团队加紧推进量子计算研究,已经取得了新的进展。“我们将很快发布新的成果!”他说。据新华社

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