从量子通信到量子互联网的蜕变

发布时间：2023-05-04 13:47:44 所属栏目：外闻来源：

导读：从遥不可及的量子计算机幻想，到量子通信市场的探索式前进，走在未来科技前沿的全球量子互联网将成为趋势方向。索邦大学物理学教授朱利安·洛拉介绍，伴随着量子网络的未来通讯系统规划日益成型，量子纠缠分发

从遥不可及的量子计算机幻想，到量子通信市场的探索式前进，走在未来科技前沿的全球量子互联网将成为趋势方向。索邦大学物理学教授朱利安·洛拉介绍，伴随着量子网络的未来通讯系统规划日益成型，量子纠缠分发将成为现实，继而实现计算机的相互连接。”

量子计算机，利用物质的稀有特性来实现数学计算可以在极其微小的尺度上得到解决,而且理论上可以用几分钟就能完成大部分现有计算机无法处理的数学计算任务。

不同于传统计算机使用的二进制比特，量子计算机使用的是基于量子力学原理的量子比特。这些量子比特是哈密顿量（它是能量函数）的基态和激发态之间的叠加态，也就是说，它们可以同时处于多种不同状态中的某一种状态。

在量子计算机中，量子比特直接作用于量子门，并在它们之间形成连通。这个过程被称为量子纠缠，它允许计算机在执行计算时执行非常复杂的运算。在量子计算机上,量子比特的位置使得计算机可以在同一时刻同时处理多个计算目标,而且它可以在处理数据的过程中继续保持高速,并且能使处理速度大大提高。

目前，量子计算机的研究虽然仍处于初级阶段，但已经在量子密码学、气候建模等方面有了很多前瞻性的应用程序和场景。而且，在不久的将来，伴随着新材料、新设计和更好的软件将应用于研发量子计算机，更多实验室的实验成果将陆续落地应用,对诸多领域的变革起到很大的促进作用。

目前，人们使用许多标准算法传输加密密钥，其中最著名的是RSA算法。而系统之所以是安全的，是因为一台计算机无法解读如此复杂的计算。“安全是通过物理学的方式来保证的，它是一种内在的安全。”据索邦大学物理学教授朱利安·洛拉介绍，如果有人截取量子通信，其会自动破坏它。

量子通信，基于两点之间的信息传输，是一种已经被证明的技术。“粒子的量子特性是只能读取一次。”泰雷兹公司科学总监马尔科·埃尔曼强调，“我可以编码一组量子态光子，就相当于传统密钥，以二进制形式传输。这就是人们所说的量子密钥分发。”但是，密钥由光子携带，后者通过光纤传输，就像我们的传统互联网一样。但在最多50到150公里后，这些光子就会被吸收。”这就要求我们需要建立一个大都市级的网络,而不是以全国或全球级别建立。

“在下一步,我们将使用量子纠缠分发方法,这样一来我们将能够把计算机彼此连接起来。”洛拉说，基于此，一个真正的量子互联网将真正形成。

（编辑：汽车网）

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