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量子科技普通人看不懂，听起来很玄。市场上还显现了“量子鞋垫”“量子水杯”“量子面膜”等，有的培训公司推出“量子波动速读法”，这些东西可靠吗？乃至有的人宣叫作量子科技能治疗糖尿病、癌症等疑难杂症，这些说法科学吗？记者日前采访了量子科技方面的著名专家，中国科技大学教授、中国科学院院士潘建伟。
量子科技的基本是量子力学，不治糖尿病、癌症等疑难杂症
记者：量子科技的基本是量子力学，您能否介绍一下量子力学是什么？量子革命是怎么回事？
潘建伟：量子力学诞生于20世纪初。从1900年普朗克提出量子论的百余年来，众多理学学家经过对量子规律的观测，已然成功构建起量子力学的理论大厦。经过量子力学，人们深入认识了微观世界的规律，这里基本上产生了半导体、激光、核能等改变世界的重大发明，催生了现代信息技术，这是人类的第1次量子革命。
与经典力学相比，量子力学所描述的微观粒子拥有量子叠加的特性。倘若把量子叠加扩展到多个粒子，就会产生“量子纠缠”现象。爱因斯坦就把量子纠缠叫作为“遥远地点之间的诡异互动”。专家在对量子纠缠这一诡异互动展开海量实验科研的过程中，发展起来了精细的量子调控技术，人类从对量子规律的被动观测，发展到能够对量子状态进行主动操作，这就类似于人类对生物学的认识，从孟德尔遗传定律到DNA结构的伟大跨越。
结合量子调控和信息技术，产生了量子信息这一新兴学科。量子信息包含量子通信、量子计算和量子精细测绘三方面的应用，能够在保证信息安全、加强运算速度、提高测绘精度等方面突破经典技术的瓶颈。以量子信息为表率的量子科技快速发展，人类迎来了第二次量子革命。经过学术界数年奋斗，日前量子保密通信和量子雷达进入了实用化周期，亦有了关联制品，其他的量子技术离产业化和商场化还必须必定的时间。至于市场上显现的量子鞋垫、量子水杯、量子波动阅读法等，都跟量子科技毫没关系，量子科技日前亦无在糖尿病、癌症等疑难杂症的治疗方面有所应用。
量子通信的两种典型应用：量子密钥分发和量子隐形传态
记者：您说到量子通信已进入实用化周期，能否仔细介绍一下？
潘建伟：国际学术界将量子密钥分发和量子隐形传态统叫作为量子通信。量子通信其实包含两种最典型的应用方式，一种是量子密钥分发，另一种是量子隐形传态。
量子密钥分发是利用单光子的量子态来加载信息，经过必定的协议来产生密钥，量子力学的基本原理保准了密钥的安全。量子保密的安全性是基于量子力学基本原理，和传统的加密算法不同样，它的安全性与计算繁杂度没关，只要量子力学是正确的，量子保密通信原理上便是没前提安全的。
量子隐形传态是利用量子纠缠，把量子态从一个粒子传送到另一一个粒子，而不消传送信息载体本身。做一个形象的比喻，上海有一个微观客体，能够由几千、几万个原子构成。倘若上海和北京之间有非常多的原子纠缠起来了，要把上海体系的状态传到北京，能够对上海的客体和纠缠原子进行一种一起的测绘；测绘完以后，能够把测量结果经过没线电台发送到北京，北京只要按照这些结果对手中粒子进行相应的操作，就能够在北京把上海的体系重新给制备出来。针对量子信息科研而言，量子隐形传态能够连接量子信息处理单元来构建量子网络，同期亦是实现远距离量子密钥分发的要紧环节。
量子计算机拥有超强计算能力，人类大脑的运行机制可能和量子计算机有相通之处
记者：近期量子计算机亦是一个热门专题，请您介绍一下量子计算的原理和发展趋势。
潘建伟：经典计算机的一个比特只能处在0或1两种状态之一，两个比特就只能处在00，01，10，11四种状态里的某一个。而针对量子计算机，一个量子比特不仅能够处在0或1，还能够同期处在0和1两种状态的叠加，两个量子比特就能够同期处在四种状态的叠加，这就寓意着量子计算机原理上能够对四个数据同期进行计算，因此呢量子计算的计算能力随着量子比特数目呈指数增长，能够为人工智能、暗码分析、气象预报、药品设计等所需的大规模计算困难供给处理方法。例如说，有的量子计算机能够快速分解大数，而分解大数的计算繁杂度是日前广泛运用的
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发表于 2024-6-22 11:14:20