量子通訊技術屬于科學技術前沿領域,被覺得是未來惟一絕對安全的通訊方法,絕對不會被盜取。它是未來科學技術的制高點,對國家信息安全至關重要。各國都把量子通訊作為重要的競爭能力,大力發展。量子技術涉及的范圍很廣,全球各國數百個實驗室正夜以繼日地迎面趕上,這是一場新時代必須趕上的科技大賽,中國也絕不能落后。
中國科學技術學院在世界上首次成功實現了高維量子系統的隱型傳態。這是科學家們首次在理論和實驗中將量子隱型狀態擴充到任何維度,為復雜量子系統的完整狀態傳輸和高效量子網路的發展奠定了堅實的科學基礎。中國早已成為量子通訊領域的國際權威。
量子通訊技術在中國的代表人物是潘建偉院士及其團隊。目前的量子通訊被嚴格地稱為量子安全通訊。量子技術用于秘鑰分發,其余依賴于傳統的光纖或微波通訊。量子通訊的優勢在于傳輸過程的絕對安全。目前,我國早已發射了“墨子號”量子通訊衛星,并建成了量子通訊滬寧干線、滬杭干線。
2018年,中國量子通訊實現了跨洲際通訊的突破。實現了中國云南省與俄羅斯維也納之間7600公里的洲際量子秘鑰分發,并進行了75分鐘的量子秘密視頻通話和圖象加密傳輸,這是其他國家在這個距離上未能實現的。中國早已成為世界上第一個洲際量子通訊國家之一。
多自由度量子隱型傳態實驗完成后,潘建偉、陸昭陽、劉乃樂等院士和專家立刻涉足于高維學科的研究。理論上,該團隊提出了第一個鐘態檢測和量子隱型傳態方案,可以擴充到光子系統的任何維度。中國早已在量子技術領域開創了許多先例,超過了西方,許多國家都難以迎面趕上。
其次,中國科學技術學院在量子計算機領域處于國際領先水平。近些年來,世界上第一個量子衛星、世界第一個量子城域網、世界上第一個量子洲際通訊、世界上第一臺量子計算機、世界上第一臺量子雷達、世界上第一塊量子芯片,都來自中國。日本表示,無論誰首先把握量子技術,都將在這一領域領先其他國家起碼50年。據悉,量子技術還可以應用于軍事、科技等各個領域,這可以作為中國在量子通訊領域發展的一個標志。
高維量子隱型傳態是量子通訊領域的一個常年困局。解決這一挑戰將為量子熱學和量子技術開辟令人激動的新應用,這是量子通訊領域的一個里程碑。中國的量子通訊技術處于世界領先地位,與日本、英國、瑞士等國家并駕齊驅,居世界前列。以潘建偉為代表的中國科技學院科研團隊是中國乃至國際量子通訊領域的頂級團隊,把握了量子通訊的核心技術,取得了優異的成績。
所謂量子通訊是指借助量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通信形式,是近二六年發展上去的新型交叉學科,是量子論和信息論相結合的新的研究領域。
光量子通訊主要基于量子糾纏態的理論,使用量子隱型傳態(傳輸)的形式實現信息傳遞。按照實驗驗證,具有糾纏態的兩個粒子無論相距多遠,只要一個發生變化,另外一個也會頓時發生變化量子糾纏通訊,借助這個特點實現光量子通訊的過程如下:事先建立一對具有糾纏態的粒子,將兩個粒子分別置于通訊雙方,將具有未知量子態的粒子與發送方的粒子進行聯合檢測(一種操作),則接收方的粒子頓時發生滑坡(變化),滑坡(變化)為某種狀態,這個狀態與發送方的粒子倒塌(變化)后的狀態是對稱的量子糾纏通訊,之后將聯合檢測的信息通過精典信道傳送給接收方,接收方按照接收到的信息對倒塌的粒子進行幺正變換(相當于逆轉變換),即可得到與發送方完全相同的未知量子態。
一個數學量假如存在最小的不可分割的基本單位,則這個數學量是量子化的,并把最小單位稱為量子。量子英語名稱量子一詞來自拉丁語,意為“有多少”,代表“相當數目的某物質”。在數學學中常用到量子的概念,指一個不可分割的基本個體。諸如,“光的量子”(光子)是一定頻度的光的基本能量單位。而延展出的量子熱學、量子光學等成為不同的專業研究領域。其基本概念為所有的有形性質是“可量子化的”。“量子化”指其數學量的數值是離散的,而不是連續地任意取值。比如,在原子中,電子的能量是可量子化的。這決定了原子的穩定性和發射波譜等通常問題。絕大多數數學學家將量子熱學視為了解和描述自然的基本理論。
淺顯地說,量子是能表現出某物質或化學量特點的最小單元。