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以前要用15万年,现在中国只要0.01秒,提前迈出一步,成为新时代的王者,西方国家哭了!

2017-12-24 米粒儿 米尔军事网

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科学技术是第一生产力。尤其是前沿科技,向来是各个国家关注的重点之一。今天米粒儿和大家讲的量子科技,就是当今社会除了人工智能以外,“当红”的前沿科技——量子科技。

早在2013年的政府秋季预算报告里,英国就宣布,将在此后的五年间为国家量子技术项目投资2.7亿英镑,以加速量子技术的商业化进程;美国也拥有许多的研究机构;欧盟近期也发布了量子计划,计划于2018年启动。

当然,中国肯定也不会在尖端科技上落后,已经在量子科学和技术中投入巨大的资金。

(各国量子科学和技术排名)

量子科技运用

有的朋友可能要问了,量子技术到底有什么厉害之处,能让这么多世界巨头趋之若鹜呢?

其实,量子科技虽然听起来“高大上”,可实际上很“接地气”。到本世纪初,在人们的周围随处可见直接或间接运用量子理论的技术和装置。

我们从常见的CD唱片机到庞大的现代光纤通信系统、从无水涂料到激光制动车闸、从医院的磁共振成像仪到隧道扫描显微镜……量子技术已经渗透到人们的生活中。

1、量子通信

斯巴达人一向以战斗中的勇敢与凶猛闻名于世,但是人们并不能因此而轻视他们在谋略方面的才干。为了防止敌人事先得知自己的军事行动,斯巴达人使用一种被称作密码棒的东西来为机密信息加密和解密。借助这种方式,斯巴达的军官能够发出一条敌人看起来语无伦次的命令。而己方人员只需再次将羊皮纸裹在同等尺寸的柱状物上,就能够阅读真正的命令。

斯巴达人朴素的技巧,仅仅是密码学漫长历史的开端。如今,依靠微观物质一些奇异特性的量子密码学,已经公开宣称自己无解。

其安全之处在于,黑客无法闯入一个量子系统同时不留下干扰痕迹,因为仅仅尝试解码这一举动,就会导致量子密码系统改变自己的状态。相应的,即便有黑客成功拦截获得了一组密码信息的解码钥匙,那他在完成这一举动的同一时刻,也导致了密钥的变化。因而当合法的信息接收者检查钥匙时,就会轻易发现端倪,进而更换新的密钥。

而当代军事通信的基本要求是“可靠、保密、不间断”,信息安全是关注的焦点所在,使用量子技术对信息进行加密是目前最有效的方法之一,量子通信正好完全符合这样的特性要求,因而可以打造安全隐蔽的新型军事通信网络。

2、量子计算

量子计算,就是利用量子叠加原理,基于量子相干性,以远超传统电子计算机的速度进行复杂计算的技术。主要涉及量子模型、量子算法、量子计算机等领域。

量子计算的神奇之处是其做到了真正的并行计算与存储。经典计算是以比特(0/1序列)作为信息处理单元,实现串行运算模式,也就是一次只能处理一个数据;而量子计算的处理单元是量子比特,即0和1叠加的量子态——可以同时处理0和1,因而具备真正的并行计算能力。

曾有人打过一个比方:如果现在传统计算机的速度是自行车,量子计算机的速度就好比飞机。利用万亿次经典计算机分解300位的大数需要15万年,而利用万亿次量子计算机,只需要1秒;同样,在大数据和人工智能里,求解一个亿亿亿变量的方程组,利用目前最快的亿亿次“神威·太湖之光”计算机大概需要100年左右,但是如果利用万亿次的量子计算机,只需要0.01秒!

如果我们国家在量子计算上取得重大突破,那将对于中国民用、军工科技的发展起到翻天覆地的作用。

3、量子技术民用

量子技术是世界前沿科技,与此同时,量子信息技术在运算速度、信息安全、信道容量和检测精度等方面突破了现有信息系统的极限,让其进入工业、农业、环保、人体健康等领域,将能更好地为大众服务。

我们举几个例子,向油桃发射量子波,油桃的含硒量增加了一倍;向水发射量子波,水就有了降低糖尿病患者血糖的效果;向出口的皮革制品发射量子波,甲醛含量降低了86.7%,马上符合了出口标准;向农业肥料发射量子波,肥效显著提高;甚至可用来做癌症的早期诊断,帮助更多患者早日摆脱病魔的纠缠。当下,正在有越来越多的量子技术运用到日常生活中来......

当然,上述的内容也只是量子科技的冰山一角,还有越来越多的量子技术等着现代的人类去研究开发。

潘建伟与“墨子号”

众所周知,《自然》杂志是国际科学界公认的权威刊物,其评选的年度十大科学人物,更代表了过去一年里全球科学界最具影响力的人物。

就在北京时间12月19日凌晨,《自然》杂志公布2017年度十大科学人物。这其中出现了一张中国面孔——来自中国科学技术大学的物理学家潘建伟。

《自然》杂志文章介绍,在中国,潘建伟被称为“量子之父”。对于这一称呼,潘建伟当之无愧。因为在他的带领下,中国走在远距离量子通信技术领域的前沿。

从潘建伟第一次认识到量子世界的诡谲离奇到沉迷其中不可自拔已过去20多年。为何会有量子叠加、量子纠缠这些奇异的现象尚无答案,他却一直致力于利用奇异的量子特性来制造不可破译的密码,发展保密通信,研制强大的量子计算机……

在很多人眼里,潘建伟是传奇:

29岁,他参与的有关量子隐形传态的研究成果,同伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等影响世界的重大研究成果一起,被《自然》评为“百年物理学21篇经典论文”;31岁,任中国科学技术大学教授;41岁,成为中国当时最年轻院士;45岁,获国家自然科学一等奖……

获奖无数的他,却说获奖是麻烦,易惹来非议。他是中国科学家中的明星,是媒体追逐的对象,但他不想当明星,只愿科学受到国人关注。

在潘建伟的带领下,中国发射了世界上首颗量子卫星:“墨子号”。

“墨子号”不仅可以打造史上最安全全球通信网,还可以作为地面上两个实验站的中介,构建一个区域通信网络,海量信息在这个网络间穿梭如影,全天时传播。

除此之外,“墨子号”还有一个绝招,当它上天后,每秒要发射一亿个光子,与之对接的地面系统则负责接收光子并进行解码,完成通信过程。

这一接一收看似简单,却绝对不是一件容易的事情。量子科学实验卫星在飞行的过程中,携带的两个激光器要分别瞄准两个地面站,向左向右同时传输量子密钥。这就要求在飞行的过程中必须始终保证精确对准,跟踪要达到相当高的精度,就相当于人坐在万米高空的飞机上,往下扔连续硬币,每一个都要准确丢到储蓄罐狭小的投币口,而储蓄罐还在慢慢旋转。

尽管困难重重,但是经过不懈努力,我国自主研发的量子卫星突破了一系列高新技术,成功地将“墨子号”量子卫星送上了太空!

当然,潘建伟的理想不止于此!

“墨子号”让中国成为了世界上实现最远距离量子纠缠实验的国家,而下一步,潘建伟希望在地月拉格朗日点上放一个纠缠光源,向地球和月球分发量子纠缠。通过对30万公里或更远距离的纠缠分发,来观测其性质变化,对相关理论给出实验检测。

“我已经47岁了,希望在60岁左右退休前,把这个实验做完。”他说。

如果这个梦想能实现,潘建伟将摘取这个领域的“王冠”!

量子科技正在改变未来战争形态

从科技与军事变革角度来说,以电子技术为主导的信息技术诱发了当前尚在持续深化发展之中的新科技革命,催生了从机械化到信息化的军事革命,信息化战争形态正在取代传统的机械化战争形态。

而量子技术一旦取得成功,很可能会取代电子技术而主导新一轮科技革命,引起战争基因的突变,深刻改变未来战争的制胜机理,促进战争形态从信息化战争向智能化战争演变。

为此,我们必须增强科技理解力和敏锐性,高度关注量子技术的发展与运用,超前统筹谋划,持续加大投入,以科技创新推动战斗力生成模式转型发展,在迎接新军事革命的挑战中赢得先机,牢牢掌握战略主动权。

这样,在未来的新型的战争形态中,我们国家才能成为新时代的强者!

如今的中国,已经走在了量子技术研究的世界前列,而现在西方老牌国家,诸如意大利、德国、加拿大等国家,都愿意纷纷低下他们高贵的头颅,主动前来要跟我们合作。

在全球的量子通信竞赛中,中国虽然并不是起步最早的,但是却是走得快、最稳的那一个,也是世界上最被看好的国家。

中国之所以能在当量子科技有着如此大的成就,正是因为我们拥有诸如潘建伟这样伟大的科学家,他们日夜兼程,为新中国的事业不懈奋斗!

我们可以预见,在不远的未来,中国的量子技术不但会给人民的生活带来巨大的变化,还会让我们国家的国防科技力量再上一层楼,达到前所未有之高峰!

潘建伟,这才是中国真正的明星!

让我们一起为伟大的中国科学家们点赞!

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