点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科普:量子科技为何成为多国战略布局的重点领域
首页> 科普频道> 科普头条 > 正文

科普:量子科技为何成为多国战略布局的重点领域

来源:新华网2020-10-19 09:37

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  从顶层设计、战略投资再到人才培养等,全球多国近年来在量子科技领域持续投入。那么什么是量子科技?在现实生活中有何应用前景?各国及科技企业在相关领域的发展态势如何?

  解读量子科技还要从量子力学说起。量子力学发源于20世纪初,是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,如果一个物理量存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的。量子力学中有一些“违背常理”的特点,如著名的难知死活的“薛定谔的猫”等。但相关理论不断获得实验支持,在一百多年里催生了许多重大发明——原子弹、激光、晶体管、核磁共振、全球卫星定位系统等,改变了世界面貌。

  量子信息技术则是量子力学的最新发展,代表了正兴起的“第二次量子革命”。早在2016年,欧盟就宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目,迎接“第二次量子革命”。美国也一直支持量子科技发展,最新动向是在10月7日,白宫科学和技术政策办公室启用了国家量子协调办公室的官方网站,同时发布了《量子前沿报告》。

  在量子信息技术中,具有代表性的是量子通信和量子计算。这也是各主要科技大国重点抢占的战略技术高地。

  量子通信:信息安全传输的“保护盾”

  量子通信是利用量子力学相关原理解决信息安全问题的通信技术。其中一个著名原理就是量子纠缠,两个处于纠缠状态的量子就像有“心灵感应”,无论相隔多远,一个量子状态变化,另一个也会随之改变,爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”。传统的通信方式有被窃听的风险,而在量子通信中,窃听者必然被察觉并被通信双方规避。量子通信因此常被称作信息安全传输的“保护盾”,在保密领域有很大应用前景。

  近年来,中国量子通信技术取得多项突破性进展。比如2016年8月,中国发射了自主研制的世界上首颗空间量子科学实验卫星“墨子号”;此后,中国科研人员利用量子卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发等成果。2017年,全球首条量子保密通信骨干网“京沪干线”项目通过总技术验收。

  今年以来,在量子通信领域中国学者“捷报频传”。有关方面3月宣布,中国科学技术大学潘建伟团队等研究人员实现了500公里级真实环境光纤的双场量子密钥分发和相位匹配量子密钥分发,传输距离达到509公里,创造了新的世界纪录。有关方面9月宣布,郭光灿院士团队与奧地利同行合作,首次实现了高保真度的32维量子纠缠态,显著提高了量子通信的信道容量。

  量子计算:未来计算技术的“心脏”

  量子计算是各国优先发展的另一重点科技领域。百度研究院量子计算研究所所长段润尧告诉新华社记者:“量子计算是这一场新量子革命最具有代表性的技术,是未来计算技术的心脏。”

  与传统计算机相比,量子计算机有独特优势。传统计算机中1个比特在某个时间只能是0或1中的一个状态,而在量子计算机里,由于量子叠加态的存在,1个量子比特可同时记录0和1两个状态。因此,量子计算机拥有计算能力远超传统计算机的潜力。但目前人类能同时操纵的量子比特还不多,量子计算机尚未走向大规模实用。

  在量子计算赛道,谷歌、微软、英特尔等西方科技企业拥有先发优势,通过不同技术路径不断实现对更多量子比特的操纵。去年10月,谷歌研究人员在英国《自然》杂志发表论文称,基于一个包含54个量子比特的量子芯片开发了量子计算系统,它花费约200秒完成的任务,传统超级计算机要1万年才能完成。这在当时被称作实现了“量子霸权”,即让量子计算机在某个特定问题上的计算能力超过传统计算机,但也有一些业界人士对相关细节提出疑问。

  中国研究人员也在量子计算方面奋起直追。中国科学技术大学、清华大学等高校近年来都在量子计算领域取得一些阶段性成果。百度、阿里巴巴、腾讯、华为等科技企业也相继出台了量子计算研究计划。今年9月,百度、本源量子等企业先后发布了自己的最新量子计算云平台,使普通用户也能通过云技术使用量子计算。

  虽然量子计算机距离大规模普及还有很长的路要走,但相关前景广阔。段润尧说:“量子计算将极大促进当前人工智能及其应用的发展,深刻地改变包括基础教育在内的众多领域。特别是,借助于量子计算技术,人类对于微观世界的认识以及宏观世界的探索将得到极大扩展,从而引发人类思维能力的根本性提升。”(记者彭茜)

[ 责编:张蕃 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 山东荣成:21万亩海参开捕上市

  • 柏林金秋

独家策划

推荐阅读
近年来,藜麦、牛油果和鹰嘴豆,这3种食物因被贴上“超级食物”的标签,迅速走红网络,有不少博主和大V都在安利,说它们营养价值高,吃了有助于减肥、增肌,特别适合健身人士。于是,这3种网红食物的售价逐年看涨,远高于同类产品。
2020-10-29 09:41
山西大学激光光谱研究所教授贾锁堂、肖连团带领团队在国际上首次实现里德堡原子微波超外差接收机样机,极大提升了微波电场场强的探测灵敏度,微波测量灵敏度达55nV/(cm·Hz1/2),优于之前国际最好水平1000倍,最小可探测微波场强约400pV/cm,优于之前国际最好水平1万倍。
2020-10-29 09:39
复旦大学基础医学院药理学系、脑科学研究院教授黄志力和曲卫敏课题组研究发现,对人类运动、情感、认知、药物成瘾及奖赏等起重要作用的腹侧苍白球(脑区)中有一种抑制性γ—氨基丁酸能神经元可调控觉醒,变性或抑制此类神经元能显著降低觉醒等活动。
2020-10-29 09:38
如今,网络已成为人们生活中必不可少的一部分,而Wi-Fi路由器更是我们连接网络的重要帮手。只要进入室内,就把手机连上Wi-Fi,成了很多人下意识的动作。
2020-10-29 09:35
根据国家林业和草原局的调查结果,2018年通过森林旅游实现增收的全国建档立卡贫困人口上升到46.5万户、147.5万人,受益人数占贫困人口的9%,年户均增收达到5500元,森林旅游助力脱贫攻坚成效显著。
2020-10-29 09:25
在中国科协近日主办的“科学填埋绿色未来”科技成果科普发布会上,浙江理工大学建筑工程学院张振营教授的科研项目“城市生活垃圾填埋场稳定性分析关键土力学参数测试系统及应用”引起关注。
2020-10-29 09:24
)“科技是改善生态环境,应对气候变化,乃至最终实现绿色低碳发展、高质量发展的核心利器。”10月21日,在国务院新闻办公室举行的新闻发布会上,生态环境部副部长赵英民表示,“十四五”期间,将着力深化生态环境科技体制改革,加快完善新时代生态环境科技创新体系,为建设美丽中国提供强有力的科技引领和支撑。
2020-10-29 09:23
10月16日,内蒙古自治区人民政府向社会公布了《关于加快“科技兴蒙”行动,支持科技创新的若干政策措施》(以下简称《若干政策措施》)。
2020-10-29 09:20
过去的50年,全球大多数冰川在快速消融。为了阻止冰川融化,除了控制温室气体排放减缓温室效应外,科学家们也开始从冰川本身入手。今年8月,中国科学院研究团队给位于青藏高原东缘的达古冰川盖上了一层500平方米的“被子”,试验用人工手段减缓冰川消融。
2020-10-29 09:16
近日,国务院印发《进一步推进新冠病毒核酸检测能力建设工作方案》,不仅要求在今年年底前,所有二级综合医院具备核酸采样和检测能力,更强调合理布局分区域机动核酸检测力量,具备在发生局部聚集性疫情时较短时间内完成人群核酸检测的能力。
2020-10-29 09:16
以色列初创企业阿列夫农场有限公司日前表示,他们正在与科技公司和航天局谋求建立长期合作关系,将创新肉类培育技术整合到未来人类航天计划中。
2020-10-29 09:15
英国《自然》杂志28日发表的一项行星科学研究,欧洲空间局(ESA)科学家首次识别出了“菲莱”着陆器在彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科表面弹起时的第二个着陆点——“颅顶脊”,此次分析“菲莱”在该着陆点的含冰石块上留下的印记,让科学家们深入了解着陆时新暴露的冰层的强度。
2020-10-29 09:13
据物理学家组织网27日报道,美国能源部近日正式确认,美国迄今旨在直接探测暗物质的最大实验设施——LUX-ZEPLIN(LZ)竣工,研究人员目前正对其进行测试。
2020-10-29 09:11
此次修订明确提出国家科学技术奖应当与国家重大战略需要和中长期科技发展规划紧密结合,充分体现了科技奖励围绕国家战略全局、服务国家发展需要、推动建设科技强国的思路。
2020-10-29 09:09
2020年10月28日22时,在我国首次火星探测任务飞行控制团队控制下,天问一号探测器8台25牛发动机同时点火工作,顺利完成第三次轨道中途修正,并在轨标定了25牛发动机的实际性能。
2020-10-29 09:08
日前,中国信息通信研究院发布的《中国数字经济发展白皮书(2020年)》显示,2019年贵州数字经济增速达22.1%,连续5年排名全国第一。
2020-10-29 09:07
随着北半球冬季来临、气温不断下降,研究人员提示,新冠病毒的传播可能进一步恶化,这与病毒本身特性、人群社交特点等多个因素有关。冬季人们更常在通风条件不佳的室内空间进行社交等各种活动,会增加病毒传播风险。
2020-10-28 14:34
针对直播行业用户的痛点,盒子科技推出了年度战略新品——卡多希“战疫者”,为直播行业赋能的同时,向抗疫勇士致敬,向伟大祖国致敬。据悉,卡多希为自主研发、技术首创的直播硬件设备,能够提高直播设备管理效率和运营效率,提升产品性能与用户体验。
2020-10-28 14:30
得益于国家加大对“新基建”的支持力度,越来越多的企业开始关注传统制造流程的数字化改造。融入云计算、大数据、物联网技术实现“互联网+包装”的发展模式,将推进产业的转型升级,为传统行业带来新的机遇。
2020-10-28 14:30
一直以来,化学家们的工作都通过人工方式完成,虽然自动化在化学领域并非新鲜事,比如多肽的自动合成以及高通量筛选等,但这些自动化合成仅囿于单一类型的化学反应或流程,目前还没有可以涵盖所有合成有机化学的数字自动化标准和通用的化学操作编程语言。
2020-10-28 14:30
加载更多