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拥抱量子时代:量子通信与计算何以成为国家重大项目?

2016-07-28 战略前沿技术



22日,国务院举行了政策例行吹风会,在会中介绍了中国创新成就与未来五年部署有关情况。在电子信息领域,“科技创新2030重大项目中“量子通信和量子计算机技术”的超前部署,让量子通信与计算成为了万众瞩目的焦点。

量子计算是计算的未来,千亿级硬件市场将率先启动

在IT行业发展中,摩尔定律趋于失效,经典计算机的计算能力趋于瓶颈。对于目前的经典计算机,由于CPU 中晶体管的数量已无法实现每两年翻一番的预期,算力与能耗已成为经典计算机难以逾越的鸿沟,人们需要找到新的计算理论与设备突破瓶颈。


Google、Microsoft,IBM,阿里巴巴等巨头已着手布局量子计算,先行者将有显著的先发优势,但量子计算的专利壁垒还尚未形成。


而就在今年5月份,IBM研究院宣布,率先向公众开放量子计算平台。IBM的科学家建造了一台量子处理器,通过IBM云提供了第一个量子计算平台,用户可以通过任何台式机或移动设备接入这个云端量子计算平台,访问IBM的量子处理器。IBM相信量子计算是计算的未来,有望解决目前超级计算机都无法解决的某些问题。香港科技大学计算机科学与工程学系主任杨强教授认为,量子计算模式、生物计算机等技术的出现,有望使人工智能最终实现自主意识的觉醒。

我国在量子计算方面有一系列的科研突破,中科大微尺度物质科学实验室的王征飞教授团队基于铁基高温超导材料研究发现的新型一维拓扑边界态,有望解决量子计算机中马约拉纳费粒子的不稳定情况,为人类叩开高能量子计算机的大门提供了一把关键性的钥匙。

之前清华大学教授姚期智牵头进行的量子计算的研究也在2000年获得图灵奖,有计算机界诺贝尔之称。


据招商证券称,量子计算机的硬件市场将率先爆发。量子计算机作为经典计算机的颠覆者,其产业格局和发展很可能与经典计算机的过程非常类似。类比于经典计算机产业链发展过程,量子计算机产业链中硬件有望最先爆发。千亿级专用市场有望率先启动,万亿级通用市场有望重新洗牌。量子计算终将颠覆通用经典计算机市场,从而形成通用型量子计算机和非通用型量子计算机共存的市场新格局。

量子通信实现“绝对安全”,中国已走在世界前列

信息安全是人类的刚需,量子通信理论上具有“无懈可击”、“无条件安全”的优势,在军事、金融和个人私密方面意义重大。


理论上,传统的数学计算加密方法都是可以破译的,再复杂的数学密钥也可以找到规律。随着计算机的飞速发展,破译数学密码的难度也逐渐降低,信息安全面临的挑战随之上升。幸运的是,量子理论为人类追求信息的绝对安全打开了一扇窗。

量子通信系统的问世,重新点燃了建造“绝对安全”通信系统的希望。在量子物理的指引下,又重新进入公众的视野之中。目前量子通信技术走在前列的主要有美国、欧洲和中国。

研究成果方面,欧洲领先于美国,欧洲两位率先发表量子隐形传态研究论文的物理学家AntonZeilinger和NicolasGisin被认为是诺贝尔物理学奖的热门人选。

而在量子通信的应用方面,中国则走在了世界的前列,中国率先建立了多个城际量子干线网,并将发射全球第一颗量子科学试验卫星,首次实现卫星和地面间量子通信。

全球首颗量子通信科学实验卫星有望在8月发射。如果该卫星成功运行,中国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,并结合地面已有的光纤量子通信网络,初步构建一个广域量子通信体系。

南科大、北清华领先的研发团队,在量子通信与量子计算领域已颇有建树,而京沪干线、沪杭线、包括政务骨干网的建设陆续落地,材料的突破与量子卫星的突破将成为又一标志性事件。

 

中科院上海分院副院长王建宇曾在“光纤通信50年高峰论坛”表示,按照规划,中国在2016年首颗量子卫星发射后还将发射更多卫星,到2020年实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发,届时联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网也将建成。到2030年左右,中国将建成全球化的广域量子通信网络。

中国科学院、上海市政府共同推动量子信息技术发展院市合作座谈会暨签约活动26日下午在沪举行。分析认为,量子计算机能够帮助运行更为复杂的模拟,对于人工智能、虚拟现实等因为计算能力而遭遇瓶颈的领域,量子信息将彻底加速产业进化,应用前景广阔。

在量子通信即将主宰未来信息安全的背景下,对投资者来说,也许是时候转移投资重点了。

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