量子技術一

2020-10-19 妖刀定式

量子技術

在過去的二十年中，量子技術取得了巨大的進步，已從量子物理研究的實驗逐步走向跨學科的產業化應用。目前的量子技術大致可以劃分為如下四個領域：

a. 量子通信，利用量子態實現信息的編碼、傳輸、處理和解碼，特別是利用量子態（單光子態和糾纏態）實現量子密鑰的分配

b. 量子計算，利用多比特系統量子態的疊加性質，設計合理的量子並行算法，並通過合適的物理體系加以實現（通用量子計算）

d. 量子傳感和計量，利用量子系統狀態對環境的高度敏感性，對我們感興趣的特定參數進行高靈敏度探測。

a. 量子疊加性，即一個量子系統的量子態可以處於不同量子態中的疊加狀態，從而可以使得量子信息處理從效率上相比於經典信息處理具有更大潛力

b. 量子糾纏，是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中相互影響的現象，雖然粒子在空間上可能分開。這種多粒子關聯特性可以用於量子加密，遠程傳態，以及提高量子傳感靈敏度；

c. 量子不可克隆，即量子力學中不可能對任意一個未知的量子態進行完全相同的複製，這從原理上保證了量子通信的絕對安全性；

以上內容來自知乎

作者 NegEntropy

—————————————————

我們常說科學技術是第一生產力，當人類跨進21世紀的大門更是如此。一些頂尖技術將影響未來人們生產、生活，而掌握這些技術，就顯格外重要了。

在當今熱門的尖端科技中，量子技術是一大熱門。

所謂的量子是現代物理學的一個概念。1900年，為了解決黑體輻射問題，物理學家普朗克提出了「能量的最小單元」的假設，並將其命名為「量子」。

2019年，日本發布《從全球專利地圖看量子技術2.0》，該報告統計了目前量子技術2.0專利的現狀

其中一共涉及的專利數量是4088件，中國擁有的專利為1387件、其次是美國的921件，然後是日本的657件，剩下主要是歐洲國家。從專利數量上來看，中國已經甩開歐美日等技術強國一大截。

中國在量子科技領悟處於世界前列，特別是中國科技大學的潘建偉團隊，對中國的量子科技做出了重大貢獻。2016年8月，中國發射世界首顆墨子號「量子衛星」，這是全球首顆量子科學實驗衛星，由中國科學技術大學主導研製。在國際上率先實現高速星地量子通信，初步構建量子通信網絡。

中國發射首顆量子通訊衛星，全世界最難懂的科學被中國佔了先機，中國發射首顆量子通訊衛星，全世界最難懂的科學被中國佔了先機

量子黑科技都有哪些應用？先看看量子加密，號稱地表最強加密手段，量子技術來傳送秘密鑰匙，根據海森堡測不準原理，秘密鑰匙無法被第三者探測到，並且一旦試圖去探測，測量量子態的某個性質時，會使另一個性質受到擾動，也就是說一旦試圖破解，就會被發現，所以說理論上不可能被破譯。普通的加密手段都是通過數學算法進行加密，算法越複雜越難破解，但隨著超級計算機的出現，這種加密手段越來越不可靠。

除了在量子通信方面的應用外，量子技術在量子計算領域也有顯著的進展。量子計算是利用量子力學的原理，如量子疊加性，量子糾纏等，進行數據和信息處理的一種全新的計算方式。

量子計算的能力相比於經典計算具有指數級的加速：對特定問題的處理上，在中小規模的情況下即可打敗目前最快的天河二號超級計算機

在量子測量方面，目前已經掌握了原子的雷射冷卻與俘獲技術、原子噴泉技術、物質波的幹涉操控技術、原子能態及相關量子信息的探測提取技術等關鍵技術。

這些技術對於飛行器定位、大型工事偵察、自主定位導航、反潛等軍事領域的應用十分關鍵

從我們日常生活來看，量子技術還沒到走近千家萬戶的階段。儘管這一天會到來，但還不是現在

曾經，在頂尖科技領域，是歐美人的天下，其憑藉佔據世界科技制高點的優勢，獲得軍事及民用裝備的領先，並為自己攫取戰略利益及經濟利益。

而處於科技塔下緣的國家，則往往受到歐美技術強國的一茬茬地割韭菜，同時對新技術的使用也受到頗多限制

經過多年發展，我國在包括量子技術等領域的持續投入和努力如今已經初步見到了成效，在這些頂尖技術領域，中國人走在世界前列，對所有需要科技進步的國家都是一件好事

以上內容來自今日頭條

作者 全球聯實業集

關注微信公眾號——每天的學習筆記。每天更新

相關焦點

  • 一文讀懂量子傳感器技術與應用
    一項技術怎樣才能認為是量子技術？ 業內研究員普遍認為，遵循量子力學規律，利用量子的疊加性與糾纏性等量子效應的技術，都可嚴格地認為是量子技術。 近年來，人們發現利用量子力學的基本屬性，例如量子相干，量子糾纏，量子統計等特性，可以實現更高精度的測量。因此，基於量子力學特性實現對物理量進行高精度的測量稱為量子傳感。
  • 量子信息科學基礎量子信息技術是一門新興的交叉學科
    量子信息技術是量子物理與信息科學相結合而開發的一門綜合應用學科。「量子信息是量子物理和信息科學相結合的結果」這一理念是在90年代末才逐漸實現的。「量子信息是量子物理和信息科學相結合的結果」，意味著量子信息技術始終秉承著發展量子力學的目標，以及擴展其它科學技術的重要使命。
  • 自然界量子的演變，可能會改變量子技術
    該測試識別了量子相干性的一個特徵，對與真實環境相互作用的量子態粒子的性質進行了分類。這項測試應該能讓科學家利用實驗室實驗量化和追蹤自然界的量子相干性。發表在《物理評論A》(Physical Review A)上的這項理論工作研究，可能會帶來一些實驗，幫助解決生物過程是否利用量子力學為其優勢，以及演變是否能為計算機、傳感器和能源等量子技術提供模板的爭論。
  • IBM 的量子計算機一鳴驚人,國內量子技術技術有多強?
    如果要執行新的量子算法，通常需要重新配置量子計算的硬體。為了解決這一問題，提出了可編程量子計算的概念。它可以在不改變硬體的情況下實現各種量子算法，只需要配置這些量子處理器的一些參數。近年來，可編程量子計算在離子阱、超導系統和矽量子點系統中得到了廣泛的應用。然而，由於室溫固體系統中的量子位元通常面臨噪聲幹擾，其量子相干性很容易被破壞。因此，在室溫固態系統中進行可編程量子計算演示仍然是一個難題。
  • 量子通信技術核心——量子計算算法
    Shor算法通過量子傅立葉變換，有效地在多項式時間內解決大數質因子分解問題；以Grover算法為代表的量子搜索算法，極大地提高搜索效率；量子通信技術利用量子的糾纏態實現信息傳遞；量子並行計算可以彌補智能算法中的某些不足，量子智能算法將有很大的發展空間。
  • 量子技術新突破:採用聲子傳遞量子信息
    量子具有很多神奇的特性，例如疊加和糾纏。量子物理催生了一系列的技術應用，例如：量子傳感器、量子通信、量子計算機等等。量子技術是現今世界上最具顛覆性的前沿技術之一，已成為世界各國進行高新技術競爭的重要領域。
  • 英國的量子技術成績
    轉自《中國組織人事報》發布時間：2020年10月21日英國歷來十分重視量子科學的基礎研究，近年來正逐步向基礎研究和規模應用並重轉變。早在2013年，英國政府就宣布將在此後5年內投資2.7億英鎊，加速量子技術的商業化進程；同年，英國國家物理實驗室（NPL）專門成立了量子計量研究院，目前它正在進一步擴建為先進量子計量研究院——建立一批先進實驗室，從固體物理和光學技術兩個技術線路，加強對量子標準和傳感器的研究；2015年，《量子技術國家戰略》和《英國量子技術路線圖》先後發布，量子技術發展被提升至影響未來國家創新力和國際競爭力的重要戰略地位
  • 量子通信技術及發展
    無論加密技術多麼先進，在原理上總存在著漏洞，給破譯者留下一定的操作空間。那麼有沒有一種加密方法能夠實現原理上的無漏洞，使得破譯者無法解密呢？數學家們經過論證，提出只有「一次一密」的方法才能確保無法破譯。然而正所謂知易行難，只有在量子通信技術發展起來以後，「一次一密」的方法才得以實現，量子通信也正是靠「一次一密」的絕技才得到了絕對安全可靠的通信保障。量子通信有兩種方案。
  • 前沿顛覆性技術：量子計算
    儘管量子計算時代何時真正開始，還存在著所謂類似疊加的不確定性，但必須承認，量子計算技術產生的成果正越來越多地應用到我們的生活之中。現在，呈現在讀者面前的是一本關於量子計算與編程的專業教材，您可以從量子計算發展的源頭重新認識這一令世界各國都在「傾力一搏」的科技，同時您也能通過書中對於量子計算機結構及量子計算編程技術的詳細闡釋來了解當前量子計算的發展現狀和未來趨向
  • 商品+量子=騙子!量子技術研究院博士教你識別量子騙局!
    記者調查發現，這些產品一旦與「量子」二字沾邊，價格比電商平臺中一般的產品要高出五六倍。此外，量子概念也成為了非法集資和網絡傳銷騙子們的「新寵」。此前，濟南一公司號稱可通過量子幹預技術進行遠程康復，可以僅憑一張骨折照片為患者異地遠程接骨，引來眾多投資者前來上鉤，最終300多名投資者被騙，涉案金額高達幾百萬。
  • 燦坤量子|量子植入,21世紀最嚇人的技術
    華為曾經發布很嚇人的技術，但是說到最嚇人的技術，量子科技稱第二，別的技術不敢稱第一。
  • 詳細的量子點技術分析
    然後，人們可能會認為量子點現在是一項停滯不前的技術，其商業前景緩慢且沒什麼變化。但是，這種假設是非常錯誤的。本報告旨在闡明：量子點現在已經進入增長期，而且關鍵的是，技術的快速變化。量子點電視的誕生引發了行業內的色彩科技革命，打破了量子點技術走向顯示應用的世界難題。量子點電視使用色彩最純淨的量子點背光技術，革命性的實現了全色域顯示，能夠最真實地還原圖像色彩。在全球範圍內，韓國三星引領量子點顯示技術發展，在產業鏈上一體化布局、核心工藝掌握方面優勢顯著，隨著中國電視廠商（TCL、海信等）技術的成熟和加大推廣以及國內上遊供應商崛起和量子點膜成本下降，產業迎來爆發式增長。
  • 科普|商品+量子=騙子!量子技術研究院博士教你識別量子騙局!
    記者調查發現，這些產品一旦與「量子」二字沾邊，價格比電商平臺中一般的產品要高出五六倍。此外，量子概念也成為了非法集資和網絡傳銷騙子們的「新寵」。此前，濟南一公司號稱可通過量子幹預技術進行遠程康復，可以僅憑一張骨折照片為患者異地遠程接骨，引來眾多投資者前來上鉤，最終300多名投資者被騙，涉案金額高達幾百萬。
  • 抗量子密碼技術漫談
    口令技術本身是一種基本的身份認證技術，用於識別用戶的合法性。在複雜的安全協議中，口令經常作為密碼算法的安全要素之一進行使用。本文介紹的密碼技術是一種基於數學或物理技術的信息變換技術，主要用於保護信息的機密性和完整性。通俗的說，就是防止壞人偷看我們的信息，防止壞人冒充好人進行通信或交易。密碼是一門古老的技術，其起源可以追溯到公元前四世紀，在兩千多年的發展歷程中一直是一種披著神秘面紗的軍事技術。
  • 阿里雲剛挖來的量子技術大牛施堯耘:一開始我是拒絕的
    題圖由阿里雲提供從美國飛往中國的飛機上度過自己入職的第一天，對阿里雲量子技術首席科學家施堯耘教授而言，是他人生中絕無僅有的一次旅程。這趟奇妙的旅程是連接阿里巴巴NASA計劃的一部分。這發生在幾天前。回想起這段旅程，施堯耘教授在接受虎嗅採訪時說：「一開始我覺得很內疚，第一天就耗在路上。後來我覺得其實挺合適的。
  • 量子糾纏——促生量子計算機和網際網路的魔幻技術
    在量子力學理論中，當若干個粒子相互作用時，各粒子的特性會綜合為整體性質，無法單個描述，只能表述整體性質，因此稱為量子糾纏現象。物理學家們已經利用量子糾纏技術成功實現了數十公裡距離的量子信息傳遞，這為量子計算機和量子網絡的發展和應用奠定了基礎。
  • 量子快訊:美國7500萬美元用於量子研究;印度公布量子技術進展
    美國能源部將提供7500萬美元用於量子信息科學領域的化學和材料研究美國能源部(DOE)宣布計劃為化學和材料科學的基礎研究提供7500萬美元，旨在推進量子信息科學(QIS)在這一重要領域的應用。QIS是一個廣泛的多學科研究領域，預計為下一代計算和信息處理、傳感以及相關應用中的一系列其他創新技術奠定基礎。
  • 量子通訊技術不治病,量子醫學、量子健康將是21世紀人最大需求!
    一、量子通訊技術不治病，它是向量子信息方面研究的技術，而量子醫學是向量子健康方向研究的技術。量子通信的基本思想主要在20世紀80年代和90 年代起相繼提出的。量子通信研究的方向是通信，而量子醫學研究的方向是醫療，所以有些人們誤認為量子通信技術可以治病，這個認知是不對的，作為我國量子通信帶頭人回答這一問題時說，我的技術不防癌，我認為這是沒錯的，也是無可非議，因為他並沒有研究量子醫學方向的技術，量子通訊技術是向量子信息方面研究的技術，而量子醫學是向量子健康方向研究的技術，在目前掌握的技術還沒有達到合二唯一的可能。
  • 科普篇：一文看懂量子力學，量子信息，量子科技
    又比如統計商場裡的人數，一個人、兩個人、三個人……同樣你不能出現半個人，三分之一個人等等。如果某個東西只能離散變化，我們就說它是「量子化」的。OK，那麼量子力學是什麼呢？因此，不僅研究原子、分子、雷射這些微觀對象時必須用量子力學，而且研究宏觀物質的導電性、導熱性、硬度、晶體結構、相變等性質時也必須用量子力學。現代社會碩果纍纍的技術成就，幾乎全都與量子力學有關。
  • 什麼是量子通訊技術？量子通訊技術對未來發展有什麼影響？
    所謂量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近二十年發展起來的新型交叉學科，是量子論和資訊理論相結合的新的研究領域。光量子通信主要基於量子糾纏態的理論，使用量子隱形傳態（傳輸）的方式實現信息傳遞。