何時(shí)飛入尋常百姓家？——10年內(nèi)專(zhuān)用量子計(jì)算機(jī)有望“實(shí)用化”

從誕生以來(lái)，量子力學(xué)就一直在催生眾多重大發(fā)明，包括原子彈、激光、晶體管、核磁共振、全球衛(wèi)星定位等。量子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，有助于解決現(xiàn)有計(jì)算機(jī)也難以解決的問(wèn)題。

“10年內(nèi)，超導(dǎo)量子操縱有可能做到100個(gè)粒子。到那時(shí)，它對(duì)某些特定問(wèn)題的計(jì)算能力就可以達(dá)到目前全世界所有計(jì)算能力之和的100萬(wàn)倍，計(jì)算能力將會(huì)突飛猛進(jìn)。”潘建偉說(shuō)，此外量子計(jì)算機(jī)能耗更低。

專(zhuān)家認(rèn)為，計(jì)算能力極限的大幅提升，意味著量子計(jì)算機(jī)可以分析更多數(shù)據(jù)。比如，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào)，躲避颶風(fēng)海嘯；計(jì)算優(yōu)化的出行線路，讓城市減少堵車(chē)；識(shí)別有效的分子組合，降低藥物的研發(fā)成本和周期；甚至可以用于探索太空，較快辨別可能存有生命體的行星。

潘建偉預(yù)測(cè)，造出“專(zhuān)用”量子計(jì)算機(jī)，在求解材料設(shè)計(jì)、化學(xué)研究、物理研究等特別需要、特別有用的問(wèn)題上超越“超級(jí)計(jì)算機(jī)”，有望在10年出現(xiàn)，最終還將拓展到量子人工智能領(lǐng)域。

量子時(shí)代還有哪些暢想曲？——信息安全的“護(hù)衛(wèi)艦”

當(dāng)前，信息科技日益走向智能化，量子不僅可以用于量子計(jì)算，更安全的量子通信也應(yīng)運(yùn)而生。

隨著“墨子號(hào)”發(fā)射升空，我國(guó)在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信。按照規(guī)劃，未來(lái)還將發(fā)射多顆量子衛(wèi)星。到2030年左右，建成一個(gè)全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。

潘建偉說(shuō)，量子通信可以從原理上確保身份認(rèn)證、傳輸加密以及數(shù)字簽名等的安全性，從根本上解決信息安全問(wèn)題。目前，量子保密通信已逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，成為未來(lái)保障信息安全的“護(hù)衛(wèi)艦”。

記者了解到，對(duì)于量子時(shí)代的科學(xué)應(yīng)用，中國(guó)“量子人”團(tuán)隊(duì)有著明確的科研路線圖：通過(guò)量子通信研究，從初步實(shí)現(xiàn)局域量子通信網(wǎng)絡(luò)，到實(shí)現(xiàn)多橫多縱的全球范圍量子通信網(wǎng)絡(luò)；通過(guò)量子計(jì)算研究，為大規(guī)模計(jì)算難題提供解決方案，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代信息的有效挖掘；通過(guò)量子精密測(cè)量研究，實(shí)現(xiàn)新一代定位導(dǎo)航等。

到2030年，或許人人家里都有一個(gè)“密鑰機(jī)”；新的量子材料可以改變電池技術(shù)，成百倍地?cái)U(kuò)大電池容量……面對(duì)變幻莫測(cè)的量子世界，從“被動(dòng)觀測(cè)”邁入“主動(dòng)調(diào)控”，人們期待著量子科技開(kāi)啟更美好的未來(lái)。

(記者陳芳、董瑞豐、周琳、徐海濤)