量子估算和量子通訊是近些年來(lái)熱門的科技話題之一，非常是前一段我國(guó)的量子計(jì)算機(jī)“九章”，妥妥的轟動(dòng)了世界。它們似乎看似高科技，但卻是與我們的日常生活息息相關(guān)的領(lǐng)域。，我們將闡述這兩個(gè)話題的相關(guān)知識(shí)和一些實(shí)際應(yīng)用中的事例。
量子估算是指借助量子力學(xué)的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)估算的一種新型估算方法。在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中，所有數(shù)據(jù)都被表示為二補(bǔ)碼數(shù)（0和1），而在量子計(jì)算機(jī)中，它的數(shù)據(jù)是由量子位()儲(chǔ)存的。量子位既可以是0也可以是1，同時(shí)還具有量子疊加態(tài)的性質(zhì)，即在同一時(shí)刻可以同時(shí)儲(chǔ)存0和1。
這是由于在量子熱學(xué)中，一個(gè)粒子可以同時(shí)處于兩種狀態(tài)。這些特殊性質(zhì)，促使量子計(jì)算機(jī)才能處理愈加復(fù)雜和龐大的估算問(wèn)題，因而在物理、生物、物質(zhì)領(lǐng)域等科學(xué)研究中發(fā)揮著巨大的作用。
當(dāng)前，全球范圍內(nèi)的量子估算研究仍處于起步階段，全球范圍內(nèi)也只有幾個(gè)國(guó)家和一些超小型企業(yè)進(jìn)行大規(guī)模研究。目前，全球最早的商用量子計(jì)算機(jī)是由中國(guó)阿里云和電子科技學(xué)院合作研制的
。據(jù)介紹，AT1采用的量子比特?cái)?shù)是128位，可以執(zhí)行量子線路的運(yùn)算，執(zhí)行周期為5-10納秒。其實(shí)目前量子計(jì)算機(jī)在商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際使用還比較有限，并且隨著量子科技的推動(dòng)，相信在未來(lái)的某三天，我們借助量子估算的新型估算方法會(huì)顯得愈發(fā)頻繁和普遍。
另外，量子估算在物理、物理、生物等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。在物理和化學(xué)方面，它可以應(yīng)用于設(shè)計(jì)更好的催化劑、制藥和能源材料等；在生物領(lǐng)域，它可以幫助我們開(kāi)發(fā)出愈發(fā)精確和個(gè)性化的醫(yī)療確診和醫(yī)治方法，比如在疾病診治方面可以為病人制訂更為個(gè)性化的醫(yī)治計(jì)劃。
與量子估算密切相關(guān)的是另一個(gè)領(lǐng)域：量子通訊。量子通訊是一種基于量子熱學(xué)規(guī)律進(jìn)行信息傳輸?shù)念I(lǐng)域，它主要針對(duì)的是信息的安全性。目前，在傳統(tǒng)通訊中，一些敏感信息會(huì)通過(guò)加密的形式進(jìn)行保護(hù)，然而因?yàn)樾畔⒘亢艽螅壹用芩惴ㄒ约懊罔€交換過(guò)程中可能存在被破解的漏洞，因此加密算法可能也會(huì)遭到功擊。與之相比，量子通訊則具有更高的安全性和可靠性。在量子通訊中，一旦有人企圖盜取訊號(hào)，都會(huì)立即破壞量子態(tài)量子計(jì)算和量子通訊，致使消息失去原有的價(jià)值。
實(shí)際上，量子通訊技術(shù)在中國(guó)早已開(kāi)始應(yīng)用于一些領(lǐng)域。諸如，中國(guó)已在湖南和湖北之間建設(shè)了世界首列量子保密通訊專線并商用。這條專線的通訊速度可達(dá)，并且使用的信息傳輸技術(shù)就是基于量子通訊的。目前量子計(jì)算和量子通訊，這條線的主要用戶是政府、金融和軍事等部門，以廣播、視頻大會(huì)等形式進(jìn)行信息交流。據(jù)了解，量子通訊技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通訊領(lǐng)域。通訊飛行器和月球上衛(wèi)星之間的快速通訊速度和安全性大大增強(qiáng)，為未來(lái)的天體勘察和空間探求等提供了可靠的通訊支持。
其實(shí)，量子估算和量子通訊其實(shí)是目前仍未普及的科技，而且它們有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應(yīng)用前景。例如大規(guī)模高精度能源估算、超復(fù)雜物理估算、精準(zhǔn)醫(yī)療等領(lǐng)域，都有望在量子估算和量子通訊技術(shù)的推動(dòng)下得到突破性進(jìn)展。同時(shí)，這些技術(shù)的安全性也將成為未來(lái)通信領(lǐng)域的重要保證，為建設(shè)愈發(fā)安全、智能和方便的社會(huì)提供必要的支持。