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量子技术研发:热潮下也要冷思考

来源:科技日报2021-07-09 10:33

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  光量子干涉示意图。中国科学技术大学潘建伟等人曾成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”,求解数学算法高斯玻色取样只需200秒。新华社发

  在过去的6年里,量子科学发生了明显的变化,从物理学家关注的研究极小尺度宇宙的领域,转变为我们可能实际应用的新技术的来源,如传感器、通信网络和计算机等。

  当前,以量子信息技术为代表的量子科技蓬勃发展,成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域,也成为全球技术创新的竞争高地。量子计算、量子通信和量子测量三大领域科研探索和技术创新保持活跃,代表性研究成果和应用探索进展亮点纷呈、前景可期,在前沿科技领域和信息通信行业受到广泛关注和讨论。

  全球竞逐量子信息技术高地

  中国信息通信研究院2020年发布的《量子信息技术发展与应用研究报告》表明,量子信息技术研究与应用,有望成为未来重大技术创新的“动力源”和“助推器”,已成为全球人类科技的共同探索与关注焦点之一。

  美国国会2018年通过《国家量子行动计划》,预计五年投资12.75亿美元支持量子科技研究与应用。美国国家标准与技术研究所表示,到2029年,量子计算机将能够破解现有的128位AES加密等公开密钥。

  英国国家量子计算中心于2020年开工建设,预计2022年底开放,目标是到2025年提供100+量子位用户平台。

  澳大利亚战略政策研究所称,澳政府今年将迅速采取行动,将量子技术作为国家技术战略的关键部分。

  中国量子技术不断突破引关注

  经过近20年的发展,中国在量子通信领域跻身全球领先地位,形成了自主可控的产业链,培育和集聚了一批覆盖核心器件研发、产品设备制造、业务应用开发等各环节的企业。

  7月6日,启科量子举办“量子赋能·非凡征途”2021产品发布会,推出了新一代QKD(量子密钥分发)设备、QKD专用光芯片以及分布式离子阱量子计算机工程机。首席执行官陈柳平表示,目前国内量子通信产业发展有四大趋势,即芯片化、小型化、国产化及标准化。量子科技发展要坚定不移走自主创新道路,要不断突破关键核心技术。

  此外,我国高校也在加速量子信息技术的研究。近日,中国科学技术大学潘建伟、张军等联合浙江大学教授储涛研究组,通过研制硅基光子集成芯片和优化实时后处理,实现了速率达18.8Gbps的迄今世界最快实时量子随机数发生器。对此,澳大利亚《万物科学》杂志评论称,“中国研究团队已经超越了谷歌!”

  统筹兼顾技术发展与社会影响

  澳大利亚工程量子系统卓越研究理事会中心研究员塔拉·罗伯森近日在《对话》杂志上发文称,第二次量子革命即将到来。无论是医疗保健、金融服务、天气建模,还是国防和网络安全领域,量子技术或将影响社会生活的方方面面。

  然而,技术发展的历史表明,不能简单地假设新的工具和系统将会自动符合公众利益。“我们必须设想到量子技术发展可能为社会带来的后果,以及今天做出的量子设计选择可能会对我们将来的生活方式产生何种影响。”罗伯森写道。

  举个例子,量子计算机作为著名的量子技术应用,其优势在于能够处理一台普通计算机花费数百万年才能完成的令人难以置信的复杂任务。其模拟分子的任务旨在提高对未来新药性能的预测,并加速药物开发。但一个难题是,投资于量子技术的物理基础设施成本巨大,这意味着所有权可能会集中在最富有的国家和公司,这或会加剧由技术造成的权力分配不均。同时,量子计算机的兴起还引发了人们对互联网上隐私泄露的担忧。

  如何避免在没有做好充分准备和风险考虑的情况下大摇大摆地进入量子时代?在各国和企业竞相开发量子技术的同时,如何解决量子技术带来的社会问题?或许,只有真正解决了量子技术对社会带来的潜在影响后,才能更好地让科技造福人类。(记者 张佳欣)

[ 责编:赵宇豪 ]
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