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中科院院士做客合肥市委中心组理论学习会讲量子通信


来源:安徽商报

“支持创新、支持创新团队的科研,本身就是合肥发展的需求和关键所在。”昨天,中科院院士成了市委中心组理论学习会的“座上宾”,主攻量子通信的中科大常务副校长

“支持创新、支持创新团队的科研,本身就是合肥发展的需求和关键所在。”昨天,中科院院士成了市委中心组理论学习会的“座上宾”,主攻量子通信的中科大常务副校长潘建伟给全市的领导干部们上了一堂科技课,从神话传说揭秘了量子世界的奥秘、并透露了该领域最新研究成果和应用。省委常委、合肥市委书记宋国权解释此举是:要形成爱科技、学科技、懂科技的氛围;对于合肥,“要建设和支持的不仅是潘建伟的团队、而是协同创新的平台。”

[应用]量子精密测量让导航告别GPS

对于“量子通信”,更多的人关心能利用它做啥?“解决无条件安全的通信手段、提供超快的计算能力、解决超越经典极限的精密测量。”潘建伟说,这三方面是量子信息目前最重要的研究和应用。

“量子是不可克隆、不可分割的,一旦窃听,状态就改变,必然被发现;一次一密完全随机让加密内容不可破译。”因此从原理上看,量子通信是无条件安全的通信方式、最大可能解决信息安全的问题。

在通信网络方面,去年建设完毕的“京沪干线”目前正进行稳定性和安全性测试,“预计6月正式开通并交付相关部门使用。”潘建伟说这种安全性极好的通信方式应用在保密通信、网上银行的数据远程灾备、金融机构信息数据采集、金融信息交易等方面。

量子计算能力在大数据时代更为凸显,“利用万亿次经典计算机分解300位的大数,需要150000年;利用万亿次量子计算机只需要1秒。”潘建伟透露,合肥团队目前已完成了几乎所有重要量子算法的验证,今年年底力争实现20光子纠缠,“计划到2020年、或许只要明年,就能实现‘量子称霸’,比现在全球计算机的计算能力快100万倍。”密码分析、气象预报、金融分析、石油勘探等大数据计算难题也将迎刃而解。在精密测量领域,量子力学将大幅度提升导航、激光制导、水下定位、医学检测和引力波探测等准确性和精度, “潜艇水下自主导航100天的精度误差小于1公里,这样下潜后不用再浮上来矫正距离误差。”潘建伟说,该原理也可以用于汽车导航,不用接收GPS的信号、也可实现精准指路。

[揭秘]“墨子号”和墨子真有关系

2016年8月16日发射升空的“墨子号”量子通信卫星成为当年国际重大科学事件,潘建伟透露,除了墨子号、去年中秋升空发射的天宫二号也打造了量子秘钥分发系统,“今年6月在海南发射基地,第三个相关载荷也要升空。”一年之内,三个载荷相继升空,量子领域将诞生哪些成果?“今年6月我们会在《科学》以封面论文的方式发布一些研究成果。”这其中,量子领域最著名的量子纠缠现象将被证实,“从‘墨子号’目前测试结果看,我们已在青海省和云南省两个1203公里的地方证明了这种纠缠状态的存在。”

在常人看来难以理解的量子力学的原理,潘建伟用神话传说来解释:有些像吴承恩《西游记》中的一些描述。

孙悟空的分身术、筋斗云是否可变成现实?“微观世界都可以实现,在某些特定的情况下,客体可同时在好多地方。”

潘建伟用坐飞机的状态来解释“分身术”:如果从法兰克福飞往北京,旅客在途中睡着了,就不知道中途是经过了北边的莫斯科还是经过了南边的新加坡,就好像同时存在于这两条航线上一样、“既感觉冷又感觉热”。“筋斗云”在量子领域更是“小菜一碟”。因为粒子之间存在超空间关联的纠缠态,利用此种纠缠便可以把信息用量子隐形传输的方式从一地传输到遥远的另一地,“我在合肥是这样,我的所有信息传输到另一地,用同样的物质再重塑一个我。”

对于“墨子号”,有市民可能会问是不是跟墨子有关系,确实有。潘建伟同时揭秘说:“墨子在2400年前实验了小孔成像的原理,是最早的光学家;‘端,体之无序而最前者也’、‘止,以久也,无久之不止’,这些运动学的原理和状态也早于牛顿力学。”

[未来]打造量子信息国家实验室园区

面对现有的基础和极具应用前景的未来,潘建伟坦言发展压力很大,需要多学科的交叉和技术支持。“国家将在航空发动机、量子通信等领域再部署一批体现国家战略意图的重大科技项目,布局一批体量更大、学科交叉融合、综合集成的国家实验室。”

潘建伟透露,量子信息方面的国家实验室的战略定位将统筹基础研究、前沿高新技术、战略性工程技术,组织开展跨学科、大动作、高强度的科技创新活动。“通过量子国家实验室的建立,形成量子技术创新全链条、统筹组织实施量子技术领域的国家重点研发计划、重大科技项目和相关重大科技工程。”

目前已完成实验室组建方案和草案的编写,计划5年投入1000亿。“在合肥高新区将建立量子信息国家实验室的综合园区,与中科大新校区、先进技术研究院、高新区众多企业连接在一起,形成产学研的互补。”潘建伟介绍。记者 张沛

[责任编辑:康鹏飞]

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