近來(lái)A股市場(chǎng)上量子通訊概念非?;馃?,許多不明就里的人一提起量子通訊中國(guó)量子通訊是騙局,就以為是實(shí)現(xiàn)了哪些超光速通訊的顛覆性黑科技,之后要遠(yuǎn)距離傳輸個(gè)哪些數(shù)據(jù)都可以頓時(shí)完成了。
雖然這和量子通訊的真正意思相去甚遠(yuǎn)。
量子通訊是加密不是傳輸
量子通訊是加密概念,而不是傳輸概念,更不是哪些超光速通訊。
舉一個(gè)簡(jiǎn)單的事例來(lái)說(shuō)明。
假定你有兩個(gè)同學(xué),一個(gè)在北京,一個(gè)在上海,你自己則在中間的重慶。大家三個(gè)人事先說(shuō)好,你會(huì)隨機(jī)給這兩個(gè)同事中的一個(gè)人寄一個(gè)蘋(píng)果,另一個(gè)人寄一根菠蘿。
這么當(dāng)你的上海同學(xué)收到蘋(píng)果時(shí),他會(huì)頓時(shí)曉得你給你的上海同學(xué)送的是西瓜。
在你上海同學(xué)打開(kāi)袋子看見(jiàn)蘋(píng)果的那一個(gè)頓時(shí),確實(shí)是以比光速還要快的速率獲得了關(guān)于你上海同學(xué)收到了西瓜的這個(gè)信息,但這個(gè)“信息”并非實(shí)際存在的信息,甚至接收到第一個(gè)訊號(hào)還要借助傳統(tǒng)的寄送運(yùn)輸模式。
其實(shí)真正的量子通訊要遠(yuǎn)比兩個(gè)香蕉復(fù)雜得多,但本質(zhì)完全一樣,量子通訊從來(lái)不是超光速傳遞信息,而是無(wú)論采取何種形式都必須借助精典通訊技術(shù)參與,所以更無(wú)“顛覆”一說(shuō)。
量子通訊區(qū)別于精典通訊,實(shí)質(zhì)上是量子的“不可破解性”。例如上個(gè)反例中的“蘋(píng)果”和“香蕉”,可以看成是兩個(gè)糾纏上去了的量子,一個(gè)人領(lǐng)到了其中一個(gè),就可以判定出另一個(gè)。
但若果不曉得“蘋(píng)果”和“香蕉”的糾纏關(guān)系,哪怕查獲了整個(gè)蘋(píng)果,也猜不出另一方收到的是哪些獼猴桃。
在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用里其實(shí)沒(méi)有兩個(gè)香蕉這么簡(jiǎn)單,“蘋(píng)果”會(huì)弄成一個(gè)無(wú)窮復(fù)雜的量子,這么能和其對(duì)應(yīng)的“香蕉”,就是另一個(gè)無(wú)窮復(fù)雜的惟一量子,兩個(gè)量子就是“糾纏態(tài)”,所以量子通訊里量子的用途,最終是保密而不是傳輸。
中科院在2015年度榮獲國(guó)家自然科學(xué)銀獎(jiǎng)初選的項(xiàng)目“多光子糾纏干涉測(cè)度學(xué)”,就是通過(guò)理論突破將量子保密通訊帶入現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。
量子通訊和量子估算是兩碼事
量子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用方面,仍然有兩大主要分支,第一是量子通訊,第二是量子估算。
這三者聽(tīng)起來(lái)也很容易混淆,但似乎代表著完全不同的兩種技術(shù)路數(shù)??傮w來(lái)說(shuō),中俄兩國(guó)正好是選擇了兩個(gè)不同的方向。
在量子通訊產(chǎn)業(yè)化方面,中國(guó)無(wú)疑領(lǐng)先于新加坡。
量子通訊的商用性主要就彰顯在數(shù)據(jù)保密上,例如網(wǎng)上建行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程災(zāi)備應(yīng)用、金融機(jī)構(gòu)信息數(shù)據(jù)的采集應(yīng)用、金融信息交易應(yīng)用以及工行同城數(shù)據(jù)生產(chǎn)和災(zāi)備應(yīng)用等。
目前量子通訊上面研究的主要進(jìn)展,就是把一對(duì)糾纏態(tài)量子之間的距離盡可能拉長(zhǎng)。
例如中科大潘建偉教授團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)的“多自由度量子隱型傳態(tài)”研究,剛才被評(píng)為2015年度國(guó)際數(shù)學(xué)學(xué)領(lǐng)域的十項(xiàng)重大突破之首。
潘建偉團(tuán)隊(duì)將量子之間的安全距離進(jìn)一步擴(kuò)充到了地面200公里以上,這在低耗能的太空意味著2000公里的距離,量子通訊衛(wèi)星由此成為可能,下一步就是大規(guī)模量子網(wǎng)路。
然而日本為何要搞量子估算?這和硅谷這幾年竭力投入機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的熱潮有關(guān)系。
盡管量子估算的應(yīng)用雖然很受限,但和人工智能的核心部份卻異常匹配,可能是未來(lái)真正強(qiáng)悍的人工智能出現(xiàn)的基礎(chǔ)。
所以即使量子通訊是當(dāng)之無(wú)愧的信息安全神器,但相比上去,量子估算一旦被攻陷中國(guó)量子通訊是騙局,則可能是類(lèi)似蒸氣機(jī)之于工業(yè)文明那樣的新一代科技引擎,甚至是人類(lèi)文明的一大步。
日本目前做量子計(jì)算機(jī)最有名的是D-Wave公司。微軟和NASA(日本國(guó)家民航和宇宙航行局)早已一起對(duì)D-Wave進(jìn)行了聯(lián)合投資。
D-Wave公司出品的超級(jí)計(jì)算機(jī)名為D-Wave2,比目前Intel最快的芯片還要快上11000倍。
但哪怕是D-Wave的量子計(jì)算機(jī),也只能算得上是特定用途的量子計(jì)算機(jī),還遠(yuǎn)遠(yuǎn)稱(chēng)不上是通用量子計(jì)算機(jī)。