重磅！量子科技成为国家战略！通用量子计算机研制难度堪比登月
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2020-10-18 16:14
新智元报道
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编辑：为民、白峰
【新智元导读】10月16日，中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习，领导人强调，要加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。量子科技正式上升为国家战略！
中央表态！量子科技上升为国家战略
10月16日，中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习。
领导人在主持学习时指出，要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。
同时，领导人的讲话中还从政策、资金、人才、科研、技术等方面，对大力推动量子科技发展做出了更进一步的要求：
这也意味着，继区块链之后，量子科技这一前沿科技也成为国家战略，得到中央层面的大力支持，成为中国增强在科技领域国际核心竞争力的一步「先手棋」。
清华大学副校长、中国科学院院士薛其坤就量子科技相关问题进行了讲解，提出了意见和建议。
那么，量子科技究竟是什么呢？
量子科技多重要？不仅是国防利器！还能带你「穿越时空」
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这个略微抽象、被网友调侃「遇事不决，量子力学」的技术为何被中央重视，并上升到国家战略的高度呢？
实际上，量子技术是基于量子力学原理来结合工程学中的控制论，计算机科学，电子学方法等来实现对量子系统有效控制。
目前的量子技术大致可以划分为如下四个领域：
量子科技有多重要？让世界各国都「恐惧」的量子计算机或许就可以说明。
现在的计算机是以二进制为基础，二量子计算机在0和1之间有无数种可能，一台真正的量子计算机运算能力可能超过现在世界上所有计算机运算能力之和。
量子计算机一旦被率先突破，那么现在所有的加密算法都会被马上破解，全世界的信息将没有安全可言。
这也是网络安全专家们时时恐惧着“Q日”（量子日）的到来——那一天，首台量子计算机诞生，它足以破解当代绝大多数的加密标准。
而在一些研究者认为，量子纠缠理论甚至可能帮助人类实现「时空旅行」的梦想。
根据量子纠缠理论：如果两个或两个以上粒子组成一个系统，那系统中粒子将会相互影响，无论这些粒子在时空中相隔多大的距离。
由此，如果光子A和光子B均能和另一个时空范围的粒子产生「量子纠缠」，意味着两个光子是在同一系统中。因此，时间旅行在量子领域或许可行。
自21世纪以来，以量子通信和量子计算为代表的量子信息学蓬勃发展， 相关领域已经囊括了多项国际物理学最高奖项，包括两次诺贝尔奖（2005年、2012年）和三次沃尔夫奖（2010年、2013年、2018年）。
量子通信和量子计算的重要科学意义已经得到了国际学术界的广泛认可。
抢占制高点！不只中国，美、欧等多个国家都在布局
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为什么中央如此重视量子科技？
从国际意义上来看，「当今世界正经历百年未有之大变局，科技创新是其中一个关键变量。我们要于危机中育先机、于变局中开新局，必须向科技创新要答案。」
「量子科技发展具有重大科学意义和战略价值，是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新，将引领新一轮科技革命和产业变革方向。」
从国内发展意义上来看，「加快发展量子科技，对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。」
「要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。」
实际上，作为一项具有重大颠覆性的技术创新，量子科技近年来受到了许多国家的高度重视。
美国、日本、以及欧洲的一些国家近几年来都在加快量子科技领域的布局。
就在中央政治局学习的前一天，美国国务院在10月15日发布了《关键与新兴技术国家战略》（National Strategy for Critical and Emerging Technology）。文中详细介绍了美国为保持全球领导力而强调发展“关键与新兴技术”，明确了20项关键与新兴技术的清单，其中就包括量子信息科学。
而此前在2018年12月，美国总统特朗普还正式签署了《国家量子计划法案》并生效，计划未来十年内向量子研究注入12亿美元资金，并由美国能源部、国家标准与技术研究院、国家科学基金会配合联邦政府共同落实量子计划相关项目。
另外据路透社消息，欧盟各国领导人将宣布，他们希望在欧盟预算和复苏计划下，在未来7年向欧盟国家提供的1.8万亿欧元中「相当大的一部分」投资于超级计算机和量子计算、区块链、人工智能、5G移动网络及安全通信等领域。
日本也在2016年10月宣布要发展量子神经网络等量子计算解决方案，并在2017年11月宣布推出量子神经网络（QNN）装置。
可以看到，在「量子计算」这项可能改变未来世界的颠覆性技术面前，世界主要国家都已高度重视，纷纷布局，抢占制高点。
中国自然也不能落后。
「墨子号」首战告捷，实现洲际量子保密通信
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事实上，中国在量子科技领域，是具有先发优势的，并且已经在量子通讯等取得了可观的成果。
2016年8月，中国成功发射人类历史上首颗量子卫星「墨子号」。到2017年，星地量子密钥分发的成码率已达到10kbps量级，成功验证了星地量子密钥分发的可行性。目前经过系统优化，密钥分发成码率已能够达到100kbps量级，具备了初步的实用价值。
2017年9月，世界首条量子保密通信干线——「京沪干线」正式开通；结合『京沪干线」与「墨子号」的天地链路，中国成功实现了洲际量子保密通信。
2018年1月，中国科技大学与奥地利科学院合作，利用「墨子号」量子卫星，实现7600公里的洲际量子秘钥分发，并利用共享秘钥技术，完成加密数据传输和视频通讯。
目前国内也有一批在量子科技领域具有相当实力的上市公司，如国盾量子、中天科技、神州量子、享通光电等。
相关专家估计，总体来看，目前我国在卫星量子通信方向领先美欧等发达国家五年左右时间。但国际上的技术竞争相当激烈，不进步就会被超过。
