【转载】这个人将中国变成量子超级大国:潘建伟,中国的“量子之父”

发布人:流浪者-风雨-兼程-肖俊胜    (互粉:2人,单粉:8人,同事:2人,TA粉:9人,点击粉TA)
2019-01-10 18:25:12
94人参与0评论

这个人将中国变成量子超级大国:潘建伟,中国的“量子之父”

奇點財經Singulartiy 2019-01-08 23:16:40

2017年9月29日,一颗名为Micius(“墨子号”)的中国卫星使维也纳与北京之间的视频会议成为可能,这两个城市相隔半个世界。 当它以每小时18,000英里(29,000公里)的速度穿过夜空时,卫星将一个小数据包传送到兴隆的一个地面站,距离北京东北部只有几个小时的车程。 不到一个小时后,卫星经过奥地利,并向格拉茨市附近的一个站发送了另一个数据包。

数据包是用于保护数据传输的加密密钥。 使这一事件如此特别的原因在于卫星分配的密钥是以精细量子态的光子编码的。 任何拦截它们的企图都会破坏该状态,破坏信息并发出黑客的信号。 这意味着它们比作为经典比特发送的密钥更安全 - 代表1和0的电或光脉冲流可以被读取和复制。视频加密是传统的,而不是量子的,但由于量子密钥需要对其进行解密,因此其安全性得到了保证。 这使它成为世界上第一个量子加密的洲际视频链接。

这个成就背后的人就是潘建伟,中国科技术大学(USTC)教授,也被称为“中国的加州理工学院”,48岁的潘建伟已经取得了一系列突破,受到国家领导人的奖励和认可,被媒体称为“量子之父”。

这个人将中国变成量子超级大国:潘建伟,中国的“量子之父”


量子通信和计算仍处于初期阶段,但它是中国政府在2030年之前希望实现突破的技术“大型项目”之一。专家认为量子时代的曙光可以引发的新的信息革命。潘建伟在接受麻省理工学院技术评论采访时,谈到了国际合作的重要性,他明确表示,中国看到了一个独特的窗口,可以塑造技术领域的下一个元转变。 “以前我们只是现代信息科学的追随者和学习者,”他说。 “现在我们有机会......成为领导者。”

潘建伟的雄心壮志包括建造一个跨越全球的卫星星座计划,这些星座构成一个超级安全的量子互联网。同时还有帮助中国赶上,并且超越美国,建造强大的量子计算机。这些机器中的基本计算单位是量子位(qubits),量子计算机可以产生指数级的处理能力。将来,这些机器可以用来进行化学反应模拟,发现新的材料和药物,他们还可以增加人工智能。 使用量子密钥分发(QKD)的安全网络可以为金融交易等事件传输敏感数据,并为军事行动和通信提供最大保密。

尽管中美两国在量子技术方面的竞争非常激烈,但通过以中国古代科学家和哲学家墨子命名的卫星进行视频通话,很大程度上是国际合作的结果。它来自潘建伟先生领导的团队与奥地利科学院的量子物理学家安东·泽林格(Anton Zeilinger)领导的另一个团队之间的合作。 Zeilinger是20世纪90年代潘的博士生导师,他看到了这位年轻的中国学生的潜力。 “当他来到这里时,他百分之百专注于理论物理,”Zeilinger回忆道。 “但我意识到他可以做得更多,所以我建议他转向实验,他做得非常成功。”

更让Zeilinger高兴和骄傲的是因为他的前学生在2011年提出了在洲际QKD上的合作。潘建伟的团队已经进行了多年的实验,证明在太空系统可以使用,最终得到了 中国政府的绿灯,建设专用卫星,并于2016年启动。让QKD在地面工作已经是很困难的,从卫星上做这件事意味着还要解决一系列额外问题,比如将卫星的传输精确地与地面站对齐,以最大限度地减少大气中丢失的光子数量。 多伦多大学的物理学教授Hoi-Kwong Lo说,“大家感到非常了不起.....中国有大量的资源用于量子,这意味着他们可以做其他国家无法做到的事情。”

中国的其他成就包括建设世界上最长的地面QKD网络。 北京和上海之间的2,032公里(1,263英里)地面连接也由潘策划,并在路站之间发送量子加密密钥,为传输财务和其他敏感数据提供超安全网络。 一些中国城市也在建设市政网络。

为了帮助开发未来的量子研究人员,中国正在建设一个价值10亿美元的合肥量子信息科学国家实验室,将于2020年开放; 它将汇集来自物理学,电气工程和材料科学等一系列学科的专家。 部分资金将用于同一地点的新中国科技大学校园,以培训量子研究人员。 “我们正在努力发展量子技术的未来劳动力,”潘说。目前他已经在中国科技大学创建了量子信息和量子物理中心。 2018年6月,该中心的一个团队宣布,它已经创造了缠绕量子比特的世界纪录,将18个连在一起。 像这样的进步将使我们更接近量子机器最终能够超越最强大的传统超级计算机的程度。

潘还雄心勃勃计划扩大太空的努力。 潘说,在未来四到五年内,中国将再发射四颗低轨道量子卫星,此后不久将出现一颗高轨道地球静止卫星。 长期愿景是创建一个跨越大陆,量子安全的互联网,可以超越今天的版本。 展望未来,该技术有朝一日可用于保护从智能手机到笔记本电脑的所有功能。

麻省理工学院教授和量子计算的先驱艾萨克·庄(Isaac Chuang)指出,中国在量子科学方面做得很好的原因之一是其政府研究小组,中国科学院和国家大学之间的密切协调。 欧洲现在有自己的量子总体计划来促进这种合作,但美国制定全面的技术开发战略和建立未来的量子劳动力的进展缓慢。

我们拭目以待未来“新工业革命”的量子科学的发展。

点击查看原文;这个人将中国变成量子超级大国:潘建伟,中国的“量子之父”

   


评论

暂无用户评论