量子计算潘建伟
第三届BEYOND国际科技创新博览会(以下简称“BEYOND Expo 2023”)以“重义科技Technology Redefined”强势回归线下,于5月10日-12日在威尼斯人金光会展中心盛大开幕。
BEYOND组委会邀请到中国科协副主席,中国科学技术大学常务副校长、教授,中科院量子信息与量子科技创新研究院院长,中国科学院院士,发展中国家科学院院士潘建伟(Pan Jianwei)先生出席开幕式。其长期从事量子光学、量子信息和量子力学基础问题检验等方面的研究工作,是该领域有国际影响的学者,特别是在量子通信、多光子纠缠操纵和冷原子量子存储等研究方向上做出了系统性创新贡献。
以下为潘建伟先生演讲内容精华:
2022年诺贝尔物理学奖被授予科学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect),约翰·弗朗西斯·克劳泽(John F. Clauser)和安东·塞林格(Anton Zeilinger),以表彰他们“用纠缠光子进行的实验,建立了贝尔不等式的违反,并开创了量子信息科学”。
2022年的诺贝尔物理学奖的新闻发布会和科学背景介绍中,都对中国科学家的相关的工作进行了重点介绍,包括墨子号量子卫星实现星际量子密钥分发、地心量子型常态,以及最近的量子密钥分发的工作等。
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量子信息科学主要包括两方面的应用:利用量子通讯提供一种原理上无条件安全的通讯方式;利用量子计算大幅度提高运算能力。
在量子计算当中人们是利用量子比特来编码信息,那么利用量子叠加原理可以实现超快的并行计算,从而达到指数级的加速,因此量子计算机可以用来解决经典密码获取、天气预报、金融分析和药物设计等的多个领域问题。
在量子计算方面,最终实现通用的量子计算机还需要长时间的努力。为了确保该领域的健康发展,学术界为量子计算设定了三个发展阶段:第一个阶段是实现的量子计算的优越性,这是指量子计算系统对某些特定问题的求解速度已经远远超过了经典超级计算机,来展示其本身的优越性;第二阶段是构建专用的量子模拟机,用来求解一些经典计算机难胜任的特定复杂问题,比如高温超导机制等;第三阶段,目标是希望在量子纠缠的帮助下实现通用的可编程的量子计算。
在未来,为了实现全球化的量子通信,需要克服目前卫星量子中心所面临的难题。一是单颗低轨卫星没办法直接覆盖全球;二是目前的卫星还只能在低影区工作。相应的解决方案,是通过发射多颗低轨卫星来构成一个高效率的卫星网络,也就是所谓的亮点星座;在这个基础之上,还可以发射具有更长过境时间的中高轨的卫星来分发更多密钥。而这些方案实现的根本前提是卫星能够在太阳辐射背景下工作。
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2017年,我们已经实现了在日光背景下远距离自由空间量子通信的地面实验,验证了全天质量的通信可行性。为了实现实用化的量子星座,我们已经成功研制了低成本和轻量化、微能量的卫星。
国际上首颗微纳量子卫星“济南1号”已经在2022年7月发射,它的载荷只有20公斤,与墨子号相比重量已经大幅度降低。当前我们正在研制第一颗中高轨量子卫星,计划在2026年前后发射,除了要实现量子密钥分发之外,也为量子精密测量提供了新的平台。通过这颗量子卫星,可以实现万公里量级量子纠缠分发,在未来借助全球化的纠缠分发,可以将多个原子之间的原子纠缠起来,从而大幅度提高原子中的稳定性。利用光中和超高精度的光屏标传输,我们可以在外太空构建一个长基线干涉仪,并开展一些物理学基本原理检验,这里面包括暗物质探测和引力波探测等。
在量子计算领域,我们希望未来可以达到对数百个量子比特的相关操纵,从而构建专用的量子模拟,帮助我们理解一些复杂物理系统规律,比如高温超导机理、量子波尔效应等。目前,通过10年至15年努力,我们希望能够操纵上百万个量子并实现量子纠错,初步构建可编程的通用量子计算机。
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郝邦瑞3854大神们,有没有最新的国内外量子计算机发展 -
甫侵雷19262634033 ______ 量子计算机(quantum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置.当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机.量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究.研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题.中国的量子计算还任重而道远. 中国在量子通信领域处于世界领先地位,但量子计算上还是有差距的 国内量子大牛潘建伟才刚刚在光子体系做到了18光子纠缠,在超导体系做到了20量子比特纠缠. 但世界量子计算的发展已日新月异了
郝邦瑞3854首台光量子计算机诞生是怎么回事? -
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郝邦瑞3854什么是量子纠缠?量子通信如何保密 -
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郝邦瑞3854我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户.在通往量子论的道路上,一大批物理学家做出了卓越的贡献,下列有关说法正确的是( ) -
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郝邦瑞3854我国科学家谁等人在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子的隐形状态,为全球首颗什么奠定技术基础
甫侵雷19262634033 ______ 你好, 1,我国科学家潘建伟等人近期在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形状态 2,我国科学家潘建伟等人近期在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发,为发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定技术基础.量子信息因其传输高效和绝对安全等特点,被认为可能是下一代IT技术的支撑性研究,并成为全球物理学研究的前沿与焦点领域.中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项,力争在2015年左右发射全球首颗“量子通讯卫星”.
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