各国备战量子信息技术 - 各国踊跃发展量子科技 中国将迈量子通信第一步

　　潘建伟还是此次量子实验卫星发射的主要负责人之一。据团队成员陆朝阳介绍，若首枚量子通信卫星顺利发射成功，中国将发射更多的卫星。若要实现覆盖全球的安全通信网络，大约需要20颗卫星。

　　左边为陆朝阳，右边为潘建伟

　　《Nature》报道称，中国量子实验卫星的核心是一个能够产生纠缠光子对的晶体，这些光子对无论相距多远，它们的属性仍然保持纠缠。卫星的首个任务是向北京和维也纳的地面站发射这些纠缠光子对，使用它们生成密钥。

　　这项任务为期两年，团队还计划在此期间执行名为贝尔测试的统计测量，以证明相距1200公里的粒子之间存在纠缠。根据量子理论预测任何距离之间都存在纠缠，但需要贝尔测试实际验证。此外，团队还将尝试“隐形传输”量子态，通过使用纠缠光子对以及以更加常规方式传输的信息，在新的位置重构光子的量子态。

　　潘建伟说希望通过量子通信研究，从初步实现局域量子通信网络，到实现多横多纵的全球范围量子通信网络，以保证信息传输的绝对安全；通过量子计算研究，为大规模计算难题提供解决方案，实现大数据时代信息的有效挖掘；通过量子精密测量研究，实现新一代定位导航等等。

　　“量子通信和量子计算都是属于量子调控技术范围。”潘建伟说，“目前，全世界计算机的计算能力都非常弱。”

　　潘建伟预测，不到十年左右的时间，他们就能够造出一种专用的量子计算机或者叫做量子模拟机，在某些计算能力上要比目前最快的传统计算机快百亿倍甚至更多。

　　各国备战量子信息技术

　　除了中国在紧锣密鼓地部署量子通信，寻求国际领先地位外，其他国家也在积极推进量子信息科学的研究。

　　美国国家科学技术委员会（NSTC）在7月份，发布了《推进量子信息科学：国家的挑战与机遇》的报告。报告中，美国国家科学技术委员会对量子信息科学的重要性，前瞻性进行了阐述，还介绍了美国在量子信息科学的研究发展状况。该委员会认为量子计算能有效推动化学、材料科学和粒子物理发展，未来可能最终会颠覆众多科学领域，人工智能也当属其中之一。

　　美国政府随即在官网发文，督促学术界、工业界和政府尽快就量子信息科学（QIS）议题进行交流，以保证量子信息研发的关键需求得到满足。目前，美国科技公司谷歌、IBM等已经在量子计算机领域有所投入。

　　欧洲国家也不甘自己在量子领域落后。今年4月份，欧盟委员会对外宣布，将斥资10亿欧元投入量子技术，希望这个项目“将会让欧洲处于第二次量子革命的前沿，未来10年在科学、产业和社会方面带来变革性的进展”。

　　加拿大也是量子领域不可忽视的力量。据《Nature》新闻杂志报道，加拿大的一直科研团队正提出在地面生成纠缠光子对，然后将其中部分发射至重量不到30公斤的微型卫星上。这比在太空生成光子便宜，加拿大量子加密与科学卫星（QEYSSat）团队成员，滑铁卢大学物理学家Brendon Higgins说，但是将光子发送到运动的卫星上将是一项挑战。该团队计划首先在飞机上使用光子接收器测试该系统。

　　除此之外，新加坡国立大学和英国斯特拉斯克莱德大学合作，利用重量为5公斤的卫星（也称为立方体卫星）开展量子实验。去年，该团队发射了一颗立方体卫星，在轨道中产生并测量“关联”光子对；他们希望在明年发射可以产生完全纠缠光子对的装备。

　　新加坡国立大学物理学家Alexander Ling在接受《Nature》的采访时认为，立方体卫星单个耗费仅10万美元，使太空量子通信易于实现。