中國量子計算機有新進展,美國稱,要加力抗量子技術

2020-12-17 國防時報排頭兵

近日,「中國量子計算機運算速度超過最快的經典超級計算機」的新聞刷爆了朋友圈,可謂震驚世界,而這,也讓美國心急不已,美國相關部門隨後表示,要加力研發抗量子技術。

多數人不十分了解量子技術的具體概念,但從相關報導中,我們知曉,量子技術將大大提高並行計算、通信安全、加密技術、隱身技術、高精度導航、抗幹擾成像等能力,其軍事應用極有可能催生全新的戰略能力及作戰指揮體系。

《科學美國人》月刊網站12月3日報導稱,由中國科學技術大學潘建偉和陸朝陽率領的物理學家團隊利用量子計算原型機「九章」,實現了「高斯玻色取樣」任務的快速求解。在線發表在國際學術期刊《科學》上的論文顯示,其結果是76個被探測到的光子,這遠遠超過了先前創下紀錄的5個被測光子以及經典超級計算機的運算能力。與利用矽處理器構建的傳統計算機不同,「九章」量子計算機是一個由雷射器、反射鏡、稜鏡和光子探測器組成的精密桌面裝置。它不是有朝一日可以發送電子郵件或存儲文檔的通用型計算機,但它卻可以展示量子計算技術的潛力。

量子技術的潛力是有目共睹的。

2019年,谷歌研發 「西克莫」量子處理器用時3分鐘完成了超級計算機1萬年才能完成的任務。

而據估計,如果用全球排名靠前的中國「神威·太湖之光」來執行「九章」完成的這項運算任務,需要25億年。

隨著科技的發展,時是的推移,人們越來越熟知量子技術,目前量子技術已廣泛應用在材料科學和製造技術方面,且已取得重大進展。

量子級聯雷射器的發明是半導體雷射器領域裡程碑式的發展,開創了中遠紅外半導體雷射的新領域,在紅外對抗、毒品和爆炸物檢測、環境汙染監測、太赫茲成像等方向有著廣泛的應用前景。這為量子探測、量子成像技術的快速發展奠定了基礎。目前,我國科學家已經研製出5至8微米波段半導體量子級聯雷射器,從而使我國進入了掌握此類雷射器研製技術的國家行列。

在量子應用上,人們最熟知的就是衛星量子通信。其安全級別極高,不易被攔截,且穩定性強,特別是深海水下通信效果更好。要知道,潛艇是一個國家最重要的威懾力量組成部分,然而由於海水和空氣的物理隔絕對無線信號傳輸的限制,如何和水下的潛艇進行通信一直是各國面臨的窘迫難題,而量子通信技術能提高潛艇水下通信能力,不易被察覺,並使指揮和控制能力得到大大提升。

就建造量子計算機而言,美國無疑是全球領導者,但量子技術並非僅應用於計算機,而是已擴展到利用量子特性開展快速安全的通信等領域。2016年,中國發射「墨子號」量子衛星,使用量子態光子束,可以使傳輸不被攔截。中國還耗資100億美元,在華東地區建設巨大的量子信息科學實驗室。可以說,美國在量子計算方面佔據優勢,中國在量子通信方面領先於美國。如今,中國利用九章量子計算機的原型機在運算速度上有了很大的突破,相信中國未來在量子計算機領域會有大的飛躍。

作為新一代創新技術,人們更看好量子技術在未來國防安全及軍事領域上的應用。未來,中國開發的量子通信可以讓美國無法攔截或解密,量子計算還可能允許敵方解密美國的敏感信息,量子雷達還可以更精確地識別目標,量子傳感技術還可以顯著改善潛艇探測,使海洋更「透明」。

不過,中國的量子技術有了大的飛躍,這讓美國坐不住了。

12月4日,美國《防務新聞》周刊報導稱,美國國防信息系統局開始密切關注能夠保護國防通信不受強大的量子計算機攻擊的加密能力。

報導稱,在美國國防信息系統局一年一度的行業預測大會上,新興技術處的系統創新科學家史蒂芬.華萊士說,抗量子加密是美國國防信息系統局2021年財年重點關注的一個新技術領域。

隨著中國等勢均力敵的對手努力研發足以突破當前加密技術的量子計算能力,抗量子加密正變得越來越重要。儘管還需要數年時間,但量子計算機將使安全通信變得幾乎不可能實現。

華萊士說,美國商務部國家標準與技術研究所以及美國國家安全局已經在進行抗量子計算研究。DISA正尋求與它們的合作。他說,DISA未來「很有可能」會就抗量子加密發出邀約。

美國國防科學委員會量子技術應用評估工作組認為,量子傳感、量子計算和量子通信是美軍量子技術最有希望的應用領域。

很顯然,量子技術的研發應用將會是大國博弈的戰略前沿。而美國的著急,意味著中國在此領域的快速發展。作為中國人,為此感到驕傲、自豪!(郭宇男)

相關焦點

  • 美媒:美軍擬發力推進抗量子加密技術 以防對手量子計算機攻擊
    參考消息網12月6日報導美國《防務新聞》周刊網站12月4日發表題為《美國國防信息系統局開始密切關注抗量子加密能力》的報導稱,一名高級技術官員當地時間周四說,美國國防信息系統局(DISA)開始密切關注能夠保護國防通信不受強大的量子計算機攻擊的加密能力。
  • 九章量子計算機問世,中國已掌握量子霸權,美國這次真急了
    關於量子計算機,你知道的有多少?日前,由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽研究團隊構建的76個光子的量子計算原型機"九章"成功問世,之所以取名九章,是為了紀念中國古代著名數學專著《九章算術》。九章到底有多牛?
  • 「九章」量子計算機的三大厲害之處
    2017年12月19日,潘建偉入選《自然》2017十大科學人物、獲稱「量子之父」值得一提的是,在第四屆世界網際網路大會上,在世界網際網路領先科技成果發布活動上,中國科大潘建偉團隊構建的光量子計算機原型機成功入選18項世界網際網路領先科技成果。
  • 量子計算將會如何影響區塊鏈技術
    量子計算和密碼學、區塊鏈加密技術息息相關,自那時候起,「量子計算」相關的討論就沒有停止過。本文作者的主要觀點是,量子計算機在未來十年可能會突破,抗量子計算的區塊鏈會成為新的趨勢,比特幣也許需要新的算法升級。
  • 我國量子計算機實現「量子霸權」,解讀量子計算機的研究現狀
    但是,有跡象表明,如今出現兩種完全不同的量子計算形式且都能夠超越超級計算機,這將提振這個萌芽產業的研發熱情和投資。參與該項目的中科大物理學教授呂朝陽稱,這一裡程碑是邁向「大規模容錯量子計算機」的「必要一步」。 谷歌及其競爭對手,包括IBM、微軟、亞馬遜、英特爾和幾家大型初創公司,近年來都在研發量子計算硬體上投入巨資。
  • 量子計算研究進展:中美兩國有4~5年的技術差距
    今日,在CCF YOCSEF總部AC委員、總部侯任學術秘書、北京交通大學陶耀東,CCF YOCSEF 總部AC委員、北京交通大學計算機與信息技術學院王偉主持下,CCF YOCSEF(中國計算機學會青年計算機科技論壇)舉辦了「量子計算機離我們還有多遠?」線上論壇,針對此主題,來自合肥本源量子計算科技有限責任公司的張輝博士做了「量子計算機的發展概況與應用前景」的報告。
  • 中國信通院呂博:量子計算標準化進展
    2019年9月27日,在瑞士日內瓦會議上,ITU-T決定設立FG-QIT4N焦點組,計劃由來自中國方面的專家擔任主席,來自美國、俄羅斯的專家擔任聯合主席,對量子增強型網絡技術、量子信息技術驅動的新型服務及應用開展標準化預研工作。目前,量子計算作為QIT的重要技術領域,焦點組的WG1工作組對其開展了預標準化研究和套路討論,詳情如表1所示。
  • 什麼是量子計算機?「九章」確立的「量子計算優越性」有多厲害
    2012年,美國物理學家John Preskill將其描述為「量子計算優越性」或稱「量子霸權」。2019年,谷歌第一個宣布實現了量子優越性。他們用的量子計算機叫作「懸鈴木」,處理的問題大致可以理解為:判斷一個量子隨機數發生器是不是真的隨機。  「谷歌造出的『懸鈴木』包含53個量子比特的晶片,花了200秒對一個量子線路取樣一百萬次,而現有的最強的超級計算機完成同樣的任務需要一萬年。
  • 美國緊盯中國量子技術,叫囂「中國不能獨享」!
    最近一段時間,關於中國科技的話題再度被炒熱。中國科學院研製的量子電腦原型機「九章」再一次吸引了全世界的目光。美媒稱,史上第一次,一臺利用光子構建的量子計算機的表現甚至超越了運算速度最快的經典超級計算機。
  • 「九章」量子計算機到底有多神
    2012年,美國物理學家John Preskill將其描述為「量子計算優越性」或稱「量子霸權」。2019年,谷歌第一個宣布實現了量子優越性。他們用的量子計算機叫作「懸鈴木」,處理的問題大致可以理解為:判斷一個量子隨機數發生器是不是真的隨機。  「谷歌造出的『懸鈴木』包含53個量子比特的晶片,花了200秒對一個量子線路取樣一百萬次,而現有的最強的超級計算機完成同樣的任務需要一萬年。
  • 量子計算機競賽愈演愈烈 離子阱技術備受關注
    自1982年,物理學家理察·費曼提出「利用量子體系實現通用計算」的想法至今,量子計算技術與產業呈現加速發展態勢,成為中國、美國、歐洲、加拿大、澳大利亞等國家和地區的關注焦點。霍尼韋爾量子計算機今年6月霍尼韋爾(第一家採用離子阱技術的老牌企業)發布了量子體積為64的量子計算機H0,3個月後該量子計算機的量子體積從64增加到128;10月底霍尼韋爾又推出了新一代量子計算機
  • 中國量子計算新突破 多家A股公司已布局了量子科技
    來源:上海證券報 中國量子計算新突破!6億年的活兒,這臺計算機只用200秒就幹完了 6億年的活兒,這臺計算機只用了200秒就幹完了。今天,中國科學家再度創造了一項世界紀錄。據新華社報導,12月4日,中國科學技術大學宣布該校潘建偉等人成功構建76個光子的量子計算原型機「九章」,求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒,而目前世界最快的超級計算機要用6億年。這一突破使我國成為全球第二個實現「量子優越性」的國家。
  • 中國量子計算機比美國的快100億倍,是超級計算機的100萬億倍
    而這時超級計算機就顯得無比重要,它的計算能力有質的提升,可以滿足各種數據和信息處理的要求。就目前的情況來看,全球各個大國都有研發超級計算機,雖然平時人們接觸不到,但是這些超級計算機一直在默默地為國家服務。為了更直觀地體現出某臺超級計算機的性能,在這個領域,還專門有一份榜單,羅列出了來自於全世界的超級計算機。
  • 中國量子計算機「九章」問世,算力是美國「懸鈴木」的100億倍
    據新華社12月4日報導,中國量子計算機原型機「九章」算力實現全球領先,中國成為世界上第二個實現「量子優越性」的國家。量子計算機原型機由來自中國科學技術大學的潘建偉、陸朝陽團隊成功研製,並被國際學術期刊《科學》收錄,該期刊稱中國的量子計算機是世界上最先進的,成就十分驚人。
  • 國際關注中國量子科技 可破解密碼
    日媒稱,在新一代高速計算機「量子計算機」開發領域,中國的存在感正在提高。12月4日,中國科學技術大學宣布該校潘建偉等人成功構建76個光子的量子計算原型機「九章」,求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒。(新華社)據《日本經濟新聞》12月14日報導,中國科學技術大學研究人員繼美國谷歌公司之後,第二個實現了「量子計算優越性」。這是一項利用特殊問題的基礎性成果,儘管未來還是未知數,但給人留下了中國研究實力提高的印象。報導稱,僅用200秒就能求解日本引以為傲的全球最快超級計算機「富嶽」需要花費6億年才能解決的問題。
  • 中國自主研發超導量子計算機上線
    近日,IBM又研製出了65位的量子計算機,成為目前最強的計算機。業界普遍認為,要實現100萬個量子比特,才能夠實現通用量子計算機。不過短期技術目標是中等規模的專用量子晶片。已有研究表明,有一類的算法可以允許噪聲存在,也就是量子操作過程中可以有一定的偏差。利用噪聲的均勻分布,或是尋找優化解使得計算依舊可以進行。基於這類技術可以實現含噪聲中型量子(NISQ)計算機。
  • 本源量子與中科大合作在半導體量子晶片研究中取得新進展
    來源:證券日報本報記者 黃群《證券日報》記者從本源量子了解到,近日該公司與中科大郭光燦團隊合作,在利用微波諧振腔耦合與擴展半導體量子比特研究中取得新進展,實現兩個半導體量子比特與微波諧振腔強耦合,並初步探索了利用片上微波光子耦合多量子比特的半導體量子晶片架構
  • 什麼是量子霸權?「九章」的優勢在哪?九問量子計算機
    新京報快訊(記者 張璐)據中國科學技術大學官網12月4日消息,中國科學家構建了76個光子的量子計算原型機「九章」。根據現有理論,該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍。什麼是量子計算?「九章」有哪些優勢?
  • 中國量子計算新突破!6億年的活兒 這臺計算機只用200秒就幹完了
    6億年的活兒,這臺計算機只用了200秒就幹完了。今天,中國科學家再度創造了一項世界紀錄。  據新華社報導,12月4日,中國科學技術大學宣布該校潘建偉等人成功構建76個光子的量子計算原型機「九章」,求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒,而目前世界最快的超級計算機要用6億年。
  • 20年攻克三大技術難關,潘建偉團隊解說「九章」量子計算機
    儘管距離實際應用仍有漫漫長路,但成功實現了「量子計算優越性」的裡程碑式突破。「九章」優勝在何處?裡程碑式跨越如何實現?「算力革命」走向何方?記者就這些問題採訪了潘建偉團隊。算力新高度,技術三優勢「量子優越性」——橫亙在量子計算研究之路上的第一道難關。