中央表態(tài)！量子科技上升為國(guó)家戰(zhàn)略
10月16日，中共中央政治局就量子科技研究和應(yīng)用前景召開(kāi)第二十四次集體學(xué)習(xí)。
領(lǐng)導(dǎo)人在主持學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，要充分認(rèn)識(shí)推進(jìn)量子科技發(fā)展的重要性和急迫性，強(qiáng)化量子科技發(fā)展戰(zhàn)略籌謀和系統(tǒng)布局，掌握大趨勢(shì)，下好先手棋。
同時(shí)，領(lǐng)導(dǎo)人的講話中還從新政、資金、人才、科研、技術(shù)等方面，對(duì)大力推進(jìn)量子科技發(fā)展作出了更進(jìn)一步的要求：
這也意味著，繼區(qū)塊鏈以后，量子科技這一前沿科技也成為國(guó)家戰(zhàn)略，得到中央層面的大力支持，成為中國(guó)提高在科技領(lǐng)域國(guó)際核心競(jìng)爭(zhēng)力的一步「先手棋」。
復(fù)旦學(xué)院副院長(zhǎng)、中國(guó)科大學(xué)教授薛其坤就量子科技相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了講解，提出了意見(jiàn)和建議。
這么，量子科技到底是哪些呢？
量子科技多重要？除了是國(guó)防神器！能夠帶你「穿越時(shí)空」
這個(gè)略微具象、被網(wǎng)友譏諷「遇事不決，量子熱學(xué)」的技術(shù)為什么被中央注重，并上升到國(guó)家戰(zhàn)略的高度呢？
實(shí)際上，量子技術(shù)是基于量子熱學(xué)原理來(lái)結(jié)合工程學(xué)中的控制論，計(jì)算機(jī)科學(xué)，電子學(xué)技巧等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)量子系統(tǒng)有效控制。
目前的量子技術(shù)大致可以界定為如下四個(gè)領(lǐng)域：
量子科技有多重要？讓世界各國(guó)都「恐懼」的量子計(jì)算機(jī)其實(shí)就可以說(shuō)明。
現(xiàn)今的計(jì)算機(jī)是以二補(bǔ)碼為基礎(chǔ)，二量子計(jì)算機(jī)在0和1之間有無(wú)數(shù)種可能，一臺(tái)真正的量子計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力可能超過(guò)現(xiàn)今世界上所有計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力之和。
量子計(jì)算機(jī)一旦被率先突破，這么現(xiàn)今所有的加密算法就會(huì)被馬上破解，全世界的信息將沒(méi)有安全可言。
這也是網(wǎng)路安全專家們時(shí)時(shí)焦慮著“Q日”（量子日）的到來(lái)——那三天，首臺(tái)量子計(jì)算機(jī)誕生，它足以破解當(dāng)代絕大多數(shù)的加密標(biāo)準(zhǔn)。
而在一些研究者覺(jué)得，量子糾纏理論甚至可能幫助人類實(shí)現(xiàn)「時(shí)空旅行」的夢(mèng)想。
按照量子糾纏理論：假如兩個(gè)或兩個(gè)以上粒子組成一個(gè)系統(tǒng)人類首次實(shí)現(xiàn)量子通訊，那系統(tǒng)中粒子將會(huì)互相影響，無(wú)論這種粒子在時(shí)空中相隔多大的距離。
由此，假如光子A和光子B均能和另一個(gè)時(shí)空范圍的粒子形成「量子糾纏」，意味著兩個(gè)光子是在同一系統(tǒng)中。因而，時(shí)間旅行在量子領(lǐng)域其實(shí)可行。
自21世紀(jì)以來(lái)，以量子通訊和量子估算為代表的量子信息學(xué)蓬勃發(fā)展，相關(guān)領(lǐng)域早已涵蓋了多項(xiàng)國(guó)際化學(xué)學(xué)最高獎(jiǎng)項(xiàng)，包括兩次諾貝爾獎(jiǎng)（2005年、2012年）和三次沃爾夫獎(jiǎng)（2010年、2013年、2018年）。
量子通訊和量子估算的重要科學(xué)意義已然得到了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可。
占據(jù)制高點(diǎn)！不只中國(guó)，美、歐等多個(gè)國(guó)家都在布局
為何中央這么注重量子科技？
從國(guó)際意義上來(lái)看，「當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，科技創(chuàng)新是其中一個(gè)關(guān)鍵變量。我們要于危機(jī)中育先機(jī)、于變局中開(kāi)新局，必須向科技創(chuàng)新要答案。」
「量子科技發(fā)展具有重大科學(xué)意義和戰(zhàn)略價(jià)值，是一項(xiàng)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)體系形成沖擊、進(jìn)行構(gòu)建的重大顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，將推動(dòng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型方向?！?span style="display:none">WVc物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
從國(guó)外發(fā)展意義上來(lái)看，「加快發(fā)展量子科技，對(duì)推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展、保障國(guó)家安全具有十分重要的作用?！?span style="display:none">WVc物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
「要充分認(rèn)識(shí)促使量子科技發(fā)展的重要性和急迫性，強(qiáng)化量子科技發(fā)展戰(zhàn)略籌謀和系統(tǒng)布局，掌握大趨勢(shì)，下好先手棋?！?span style="display:none">WVc物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
實(shí)際上，作為一項(xiàng)具有重大顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新，量子科技近些年來(lái)遭到了許多國(guó)家的高度注重。
新加坡、日本、以及亞洲的一些國(guó)家近幾年來(lái)都在推動(dòng)量子科技領(lǐng)域的布局。
就在中央政治局學(xué)習(xí)的前三天，波蘭國(guó)務(wù)院在10月15日發(fā)布了《關(guān)鍵與新興技術(shù)國(guó)家戰(zhàn)略》（forand）。文中詳盡介紹了日本為保持全球領(lǐng)導(dǎo)力而指出發(fā)展“關(guān)鍵與新興技術(shù)”，明晰了20項(xiàng)關(guān)鍵與新興技術(shù)的清單，其中就包括量子信息科學(xué)。
而此前在2018年12月，日本首相特朗普還即將簽訂了《國(guó)家量子計(jì)劃法案》并生效，計(jì)劃未來(lái)六年外向量子研究注入12億歐元資金，并由新加坡能源部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)配合聯(lián)邦政府共同落實(shí)量子計(jì)劃相關(guān)項(xiàng)目。
另外據(jù)美聯(lián)社消息，歐共體各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人將宣布，她們希望在歐共體預(yù)算和復(fù)蘇計(jì)劃下，在未來(lái)7年向歐共體國(guó)家提供的1.8萬(wàn)億美元中「相當(dāng)大的一部份」投資于超級(jí)計(jì)算機(jī)和量子估算、區(qū)塊鏈、人工智能、5G聯(lián)通網(wǎng)路及安全通訊等領(lǐng)域。
臺(tái)灣也在2016年10月宣布要發(fā)展量子神經(jīng)網(wǎng)路等量子估算解決方案，并在2017年11月宣布推出量子神經(jīng)網(wǎng)路（QNN）裝置。
可以見(jiàn)到，在「量子估算」這項(xiàng)可能改變未來(lái)世界的顛覆性技術(shù)面前，世界主要國(guó)家都已高度注重，紛紛布局，占領(lǐng)制高點(diǎn)。
中國(guó)自然也不能落后。
「墨子號(hào)」首戰(zhàn)告捷，實(shí)現(xiàn)洲際量子保密通訊
事實(shí)上，中國(guó)在量子科技領(lǐng)域，是具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的，而且早已在量子通信等取得了可觀的成果。
2016年8月，中國(guó)成功發(fā)射人類歷史上首顆量子衛(wèi)星「墨子號(hào)」。到2017年，星地量子秘鑰分發(fā)的成分辨率已達(dá)到量級(jí)，成功驗(yàn)證了星地量子秘鑰分發(fā)的可行性。目前經(jīng)過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化，秘鑰分發(fā)成分辨率已才能達(dá)到量級(jí)，具備了初步的實(shí)用價(jià)值。
2017年9月，世界首列量子保密通訊干線——「京滬干線」正式開(kāi)通；結(jié)合『滬寧干線」與「墨子號(hào)」的天地鏈路，中國(guó)成功實(shí)現(xiàn)了洲際量子保密通訊。
2018年1月，中國(guó)科技學(xué)院與法國(guó)科大學(xué)合作，借助「墨子號(hào)」量子衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)7600公里的洲際量子密鑰分發(fā)，并借助共享密鑰技術(shù)，完成加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通信。
目前國(guó)外也有一批在量子科技領(lǐng)域具有相當(dāng)實(shí)力的上市公司，如國(guó)盾量子、中天科技、神州量子、享通光電等。
相關(guān)專家恐怕，總體來(lái)看，目前我國(guó)在衛(wèi)星量子通訊方向領(lǐng)先美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家兩年左右時(shí)間。但國(guó)際上的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，不進(jìn)步都會(huì)被超過(guò)。
第二次量子革命盛行，全球互聯(lián)網(wǎng)步入量午時(shí)代！
處在科研革命的前夜，想像力都開(kāi)始顯得短缺。
量子信息技術(shù)是新一代戰(zhàn)略性信息技術(shù)，具有真正顛覆世界的重大意義。
創(chuàng)立于2017年的上海量子科學(xué)研究院，瞄準(zhǔn)世界量子化學(xué)與量子信息學(xué)最前沿和國(guó)家量子領(lǐng)域戰(zhàn)略急需，有國(guó)外外頂尖人才的加盟，代表著量子領(lǐng)域全球科學(xué)的最前沿。
在剛結(jié)束的創(chuàng)新之源會(huì)議上，復(fù)旦學(xué)院副院長(zhǎng)、北京量子信息科學(xué)研究院教授薛其坤教授也深度分析了未來(lái)的量子技術(shù)，并提到了當(dāng)前的量子革命。
「量子科學(xué)可以說(shuō)是人類完善的一個(gè)最基礎(chǔ)，也是最精確、最艱深的科學(xué)體系，你們可能常常會(huì)看到薛定諤的貓，這個(gè)貓可以是活的，也可以是死的，在檢測(cè)之前沒(méi)人曉得，存在著一個(gè)不確定性。
每一個(gè)年代還會(huì)有新的技術(shù)催生出新的革命，上世紀(jì)五十年代晶體管和半導(dǎo)體等技術(shù)的發(fā)展就催生了信息時(shí)代。
量子估算、量子通訊、量子精密檢測(cè)和傳感器技術(shù)的盛行和發(fā)展，正在推進(jìn)信息技術(shù)向量子信息技術(shù)跨越，將可能造成新的技術(shù)革命。
「如果說(shuō)第一代量子革命是認(rèn)識(shí)量子世界、發(fā)展技術(shù)的話，我們?nèi)祟愒谶@個(gè)世紀(jì)初漸漸迎來(lái)一個(gè)新的時(shí)代那就是第二次量子革命」。
「我們可以用先前發(fā)覺(jué)的量子規(guī)律主動(dòng)設(shè)計(jì)一個(gè)量子芯片，你們?nèi)缃癯Ｕf(shuō)的量子估算、量子通訊，還有好多量子精密傳感器，都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展上去的技術(shù)?！寡ζ淅ぬ峒?。
通用量子計(jì)算機(jī)研發(fā)難度堪稱人類登月
量子計(jì)算機(jī)相對(duì)精典的計(jì)算機(jī)，不一樣的地方，它的晶體管是一個(gè)量子體系。
薛教授給你們舉了一個(gè)簡(jiǎn)單的事例，精典的計(jì)算機(jī)只懂0和1，你們都曉得2的10次方是1024，也就約等于10的三次方，2的60次方約等于10的18次方?，F(xiàn)今最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)包含4-5萬(wàn)CPU，每位CPU包含幾十億晶體管。
理論上，60個(gè)理想邏輯比特組成的量子計(jì)算機(jī)，可以達(dá)到精典超算的算力，并且根據(jù)目前技術(shù)水平，上百萬(wàn)個(gè)數(shù)學(xué)比特能夠構(gòu)成一個(gè)邏輯比特，而邏輯比特的實(shí)現(xiàn)任重道遠(yuǎn)。
「當(dāng)然這個(gè)量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)比人類首次登月還要困難，對(duì)做計(jì)算機(jī)、控制的人來(lái)講這是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)?！?span style="display:none">WVc物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
量子霸權(quán)誰(shuí)與爭(zhēng)鋒：世界強(qiáng)國(guó)紛紛入主
會(huì)議上，薛教授提及人類首次實(shí)現(xiàn)量子通訊，發(fā)展量子技術(shù)具有極強(qiáng)的戰(zhàn)略意義和時(shí)代意義。明天的量子技術(shù)，就好比上世紀(jì)50年代的半導(dǎo)體技術(shù)。
2018年馬來(lái)西亞頒布了量子信息科學(xué)國(guó)家戰(zhàn)略綱要上，歐共體也頒布了《歐盟量子旗艦計(jì)劃》，計(jì)劃到2022年，總投入6.5億美元。日本也頒布了自己的量子技術(shù)計(jì)劃，每年投入1萬(wàn)元來(lái)發(fā)展，各個(gè)西方科技強(qiáng)國(guó)高度注重，每位國(guó)家都頒布了國(guó)家層面的計(jì)劃，積極參與到量子革命中來(lái)。
今年10月24日，微軟用53個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)做了一個(gè)特殊的非通用估算任務(wù)，對(duì)一個(gè)量子隨機(jī)數(shù)生成器的輸出進(jìn)行取樣，只花了200s就完成了目前世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)一萬(wàn)年才會(huì)完成的任務(wù)。未來(lái)，有了量子計(jì)算機(jī)，我們對(duì)臨沂度芯片的需求就沒(méi)那么大了。
量子技術(shù)將給儲(chǔ)存等領(lǐng)域帶來(lái)革命性進(jìn)步
現(xiàn)今世界上形成的數(shù)據(jù)量預(yù)計(jì)有40ZB，假若一個(gè)硬碟的儲(chǔ)存量是1T，一個(gè)ZB相當(dāng)于10億個(gè)硬碟，那么多數(shù)據(jù)如何存出來(lái)？現(xiàn)今量子技術(shù)有可能發(fā)揮作用。
全世界目前擁有的數(shù)據(jù)超過(guò)，光維持?jǐn)?shù)據(jù)中心須要的水費(fèi)就高達(dá)2400億人民幣，將來(lái)大數(shù)據(jù)繼續(xù)研制下去，煤耗必須降出來(lái)。
薛教授提及，量子技術(shù)可以發(fā)揮大作用。如果一個(gè)原子可以儲(chǔ)存一比特信息的話，這么一個(gè)硬件就可以儲(chǔ)存幾百年的信息，量子就是這樣萊西度的信息儲(chǔ)存介質(zhì)。子技術(shù)的應(yīng)用將給萊州度、低煤耗的信息儲(chǔ)存也飽含了好多想像的空間。
未來(lái)，量子估算、量子通訊、量子精密檢測(cè)和傳感器技術(shù)將成為量子信息技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容，有可能推動(dòng)新一輪的技術(shù)革命。
薛教授總結(jié)到，量子效應(yīng)的發(fā)覺(jué)和應(yīng)用，給信息技術(shù)帶來(lái)了無(wú)限的想像空間，全球互聯(lián)網(wǎng)將從電子時(shí)代跨越到量午時(shí)代。
量申時(shí)代，你期盼嗎？