中國量子計算機有新進展，美國稱，要加力抗量子技術

2020-12-10 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）

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