科普量子技術,做一個緊跟時代的「知識大亨」!

2021-01-09 耀談科技

在說量子技術之前,我們先來了解一下什麼叫作「量子」。一個物理量如果存在最小且不可分割的基本單位,那麼這個物理量是量子化的,並把這個最小單位稱之為量子。這裡必須強調的是,量子不是物理單位,它是一個不可分割的基本個體,例如,一個「光的量子」是光的單位。如果還是無法理解,那我們就來看看量子這個詞的起源,量子一詞來自拉丁語quantus,意思是「多少」,代表「相當數量的某事」。也就是說,當一個物體小到無法再進行分割的時候,我們把這個物體的單位叫作「這個分割到最小物體的量子」。

量子技術的發展是物理學又一個嶄新的突破。在21世紀的尖端科技中,量子技術備受青睞。1900年,物理學家普朗克為了解決黑體輻射問題,提出了「能量的最小單元」假設,並將其命名為「量子」。隨著量子概念的發展,便衍生出了量子物理學,這一學科加強了人類對量子的認識,很快,量子物理學被人們運用到了實際生活中。因為量子技術對未來科技的發展具有顛覆性的作用,所以量子技術在全球範圍內激起了競爭浪潮。

中國量子技術專利全球領先。截止2019年,全球申請成功的量子技術專利一共有4088件,其中,中國佔了1387件,美國921件,日本657件,剩餘的主要分布在歐洲國家。所以量子技術專利數量來看,中國佔據絕對優勢。

中國發射量子衛星,初建量子通信網。2016年8月,中國成功發射世界上首顆墨子號「量子衛星」,這也是全球首顆量子科學實驗衛星,並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。

量子加密更可靠。量子加密被稱為最強的加密手段,並用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,便會使另一個性質受到擾動,如果一旦試圖破解,會被當即發現,所以理論上量子密鑰不可能被破譯。目前,普通的加密一般是通過數學運算規則進行,算法越複雜便越難破解,但隨著超級計算機的出現,這種加密手段已經不再保險。

量子計算機威力驚人,計算能力堪比全球所有超級計算機總和。目前我們使用的計算機都是以二進位為基礎進行計算,但量子計算機在0和1之間卻有無數種可能,而一臺真正意義上的量子計算機運算能力頂得上現在世界上所有的超級計算機運算能力的總和,所以量子計算機技術如果取得突破,那麼世界上所有的加密算法都能被瞬間破譯,屆時全世界的信息將沒有秘密可言,而所有的「機密」也將完全暴漏在量子計算機的視野內。

目前,世界各國都在大力研發量子計算機,這也是難以攻破的世界難題。試問,如果成熟的量子技術與未來的人工智慧相結合,人類是否會受到威脅?歡迎留言關注,獲取更多精彩點評!

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