科普:量子科技为何成为多国战略布局的重点领域

新华网 2020-10-18 16:06:08

新华社北京10月18日电(记者彭茜)从顶层设计、战略投资再到人才培养等,全球多国近年来在量子科技领域持续投入。那么什么是量子科技?在现实生活中有何应用前景?各国及科技企业在相关领域的发展态势如何?

解读量子科技还要从量子力学说起。量子力学发源于20世纪初,是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,如果一个物理量存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的。量子力学中有一些“违背常理”的特点,如著名的难知死活的“薛定谔的猫”等。但相关理论不断获得实验支持,在一百多年里催生了许多重大发明——原子弹、激光、晶体管、核磁共振、全球卫星定位系统等,改变了世界面貌。

量子信息技术则是量子力学的最新发展,代表了正兴起的“第二次量子革命”。早在2016年,欧盟就宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目,迎接“第二次量子革命”。美国也一直支持量子科技发展,最新动向是在10月7日,白宫科学和技术政策办公室启用了国家量子协调办公室的官方网站,同时发布了《量子前沿报告》。

在量子信息技术中,具有代表性的是量子通信和量子计算。这也是各主要科技大国重点抢占的战略技术高地。

量子通信:信息安全传输的“保护盾”

量子通信是利用量子力学相关原理解决信息安全问题的通信技术。其中一个著名原理就是量子纠缠,两个处于纠缠状态的量子就像有“心灵感应”,无论相隔多远,一个量子状态变化,另一个也会随之改变,爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”。传统的通信方式有被窃听的风险,而在量子通信中,窃听者必然被察觉并被通信双方规避。量子通信因此常被称作信息安全传输的“保护盾”,在保密领域有很大应用前景。

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