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    量子信息系統(tǒng)發(fā)展探討

    2018-02-20 06:28:48
    科學(xué)中國(guó)人 2018年22期
    關(guān)鍵詞:量子信息系統(tǒng)信息技術(shù)

    文 陸 軍

    專(zhuān)家簡(jiǎn)介:

    陸軍,中國(guó)工程院院士。1964年出生于江蘇省蘇州市,機(jī)載綜合電子信息系統(tǒng)專(zhuān)家。現(xiàn)任中國(guó)電子科技集團(tuán)公司首席科學(xué)家,2018年兼任東南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)。他是我國(guó)預(yù)警機(jī)信息系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)W術(shù)帶頭人,建立了我國(guó)預(yù)警機(jī)信息系統(tǒng)技術(shù)體制,突破了綜合效能、空地協(xié)同兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),主持完成首型國(guó)產(chǎn)預(yù)警機(jī)、出口預(yù)警機(jī)及空地協(xié)同系統(tǒng)研制,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)預(yù)警機(jī)技術(shù)跨越式發(fā)展,為我國(guó)預(yù)警機(jī)信息系統(tǒng)的建立和發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。

    量子調(diào)控和量子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展標(biāo)志著“第二次量子革命”的興起。量子信息技術(shù)成為世界科技的前沿,更是信息時(shí)代各國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。量子信息領(lǐng)域每月甚至每周都有新進(jìn)展,我國(guó)在量子信息領(lǐng)域具有理論和技術(shù)儲(chǔ)備優(yōu)勢(shì),產(chǎn)生了一批具有重要國(guó)際影響的研究成果,例如:“量子稱(chēng)霸”、“京滬新干線”、10量子比特計(jì)算模擬、“墨子”衛(wèi)星千公里糾纏……量子信息科技革命給了我國(guó)一個(gè)從經(jīng)典信息技術(shù)時(shí)代的跟蹤者、模仿者轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥?lái)信息技術(shù)的引領(lǐng)者的、不可錯(cuò)過(guò)的歷史機(jī)遇,實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)將會(huì)使得我國(guó)的信息技術(shù)水平和信息產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

    量子信息技術(shù)現(xiàn)狀

    1.量子信息技術(shù)是基礎(chǔ)性創(chuàng)新

    量子,即能量子,是一個(gè)表征輻射能量的離散量,大小與輻射頻率成比例。一般認(rèn)為原子是物質(zhì)的基本組成單元,量子是能量的基本組成單元。光子、電子、中子、質(zhì)子……甚至原子,都遵循量子力學(xué)規(guī)律,具有量子屬性。例如:量子電子學(xué)是指研究電子的量子屬性或具有量子屬性的電子的一門(mén)學(xué)科。就語(yǔ)法而言,這里的量子是名詞作形容詞。

    1900年,普朗克首先使用了能量子這個(gè)物理概念,并與波爾、薛定諤等共同撥開(kāi)了“紫外災(zāi)難”這朵烏云,讓20世紀(jì)沐浴在“量子”的陽(yáng)光下。這是認(rèn)識(shí)量子的時(shí)期,史稱(chēng)第一次量子革命,由“能帶理論”發(fā)明了晶體管,更直接催生了信息技術(shù)。維納的“信息就是信息,不是物質(zhì)或能量”的論斷、鐘義信教授的本體信息論、“麥克斯韋妖”悖論和朗道原理解釋?zhuān)€有最新的量子實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等,都表明:信息、能量、物質(zhì)是客觀世界存在的3個(gè)基本要素。當(dāng)人類(lèi)開(kāi)始探索普朗克尺度的微觀世界時(shí),發(fā)現(xiàn)了更加廣闊而深邃的科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域,發(fā)展了超越經(jīng)典和常規(guī)的認(rèn)知,包括量子力學(xué)QD、量子電動(dòng)力學(xué)QED、量子色動(dòng)力學(xué)QCD、量子味動(dòng)力學(xué)QFD,還有正在建立的量子引力理論,這些都是基礎(chǔ)性的創(chuàng)新!

    新世紀(jì),量子信息與調(diào)控技術(shù)的突破引發(fā)了第二次量子革命,經(jīng)典信息技術(shù)升級(jí)為量子信息技術(shù),其顛覆性效果體現(xiàn)在信息獲取、信息傳遞、信息存儲(chǔ)、信息處理和信息使用等信息過(guò)程的方方面面。世界強(qiáng)國(guó)均將相關(guān)研究工作、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐和環(huán)境建設(shè)等作為信息時(shí)代發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措。

    2.信息技術(shù)發(fā)展的顛覆性前沿

    2016年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了大衛(wèi)·索利斯等3人,表彰他們?cè)谖镔|(zhì)拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)湎嗟闹卮罄碚摪l(fā)現(xiàn),認(rèn)為這有助于未來(lái)量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。新華網(wǎng)調(diào)查“當(dāng)今世界八大熱門(mén)科技”,排名第6的是“量子通信”。中國(guó)軍網(wǎng)發(fā)布的“2016年世界國(guó)防科技十大前沿技術(shù)”,第8個(gè)是“量子信息技術(shù)”。

    美國(guó)國(guó)防部2013—2017科技發(fā)展五年計(jì)劃中,將量子信息與控制技術(shù)列為未來(lái)重點(diǎn)關(guān)注的六大顛覆性研究領(lǐng)域,DARPA為此制定了量子信息科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃,并給予大力支持。

    歐盟于2008年發(fā)布了量子信息處理與通信戰(zhàn)略報(bào)告,聯(lián)合12個(gè)歐盟國(guó)家成立了基于量子密碼的安全通信工程,成為繼歐洲核子中心和國(guó)際空間站后又一大規(guī)模的國(guó)際科技合作。2016年,歐盟啟動(dòng)總額10億歐元的量子技術(shù)旗艦項(xiàng)目“量子宣言”,將量子傳感、量子通信、量子計(jì)算和量子模擬作為4個(gè)重點(diǎn)研究方向,意圖建立極具競(jìng)爭(zhēng)力的歐洲量子產(chǎn)業(yè),增強(qiáng)歐洲在量子研究方面的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)力。

    英國(guó)于2007年成立了由17所大學(xué)和132家公司組成的量子技術(shù)樞紐中心,2015年又配套3億英鎊用于支持歐盟量子旗艦項(xiàng)目。

    我國(guó)《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》將“量子調(diào)控機(jī)制”列為基礎(chǔ)研究的四項(xiàng)重大研究計(jì)劃之一,明確指出要探索新的量子現(xiàn)象,發(fā)展量子信息學(xué)、量子通信等技術(shù),以構(gòu)建未來(lái)信息理論基礎(chǔ)。

    這些國(guó)家級(jí)規(guī)劃和計(jì)劃表明:量子信息技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的顛覆性前沿之一,也是建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)的歷史機(jī)遇。

    量子信息系統(tǒng)特征

    1.量子信息系統(tǒng)概念

    量子信息技術(shù)應(yīng)用于信息獲取、信息存儲(chǔ)、信息傳遞、信息處理、信息使用等信息過(guò)程,將經(jīng)典信息技術(shù)形態(tài)量子化,形成的信息系統(tǒng)稱(chēng)為量子信息系統(tǒng)。

    經(jīng)典信息技術(shù)時(shí)代發(fā)展的巔峰是各種各樣的電子信息系統(tǒng),研究工作借鑒其發(fā)展經(jīng)驗(yàn),在量子信息技術(shù)時(shí)代之初倡導(dǎo)頂層設(shè)計(jì),建議以量子信息系統(tǒng)為抓手,快速推進(jìn)量子信息技術(shù)的突破和應(yīng)用,引領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)信息體系發(fā)展。

    量子信息系統(tǒng)架構(gòu)概念圖

    基于電子信息系統(tǒng)架構(gòu),在基礎(chǔ)設(shè)施層面,采用量子信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息服務(wù)、時(shí)空基準(zhǔn)、安全保密等資源服務(wù)。例如:利用量子光鐘提供精度為10-18秒級(jí)別的校時(shí)基準(zhǔn),利用量子模擬實(shí)現(xiàn)Shor算法秒破RSA密碼,利用量子隨機(jī)特性實(shí)現(xiàn)信息安全手段的升級(jí)。在功能層面,采用量子精密測(cè)量技術(shù),提供更準(zhǔn)確、更細(xì)致的目標(biāo)對(duì)象信息等。

    2.量子信息系統(tǒng)特征

    與傳統(tǒng)電子信息系統(tǒng)相比,量子信息系統(tǒng)具有更加豐富的信息量、更加快速的信息處理以及增強(qiáng)的信息安全。

    (1)信息量更加豐富。量子信息技術(shù)采用微觀存在的內(nèi)稟狀態(tài)或特性表征信息,其信息豐裕度高于現(xiàn)有信息系統(tǒng)。使用同樣的物質(zhì)和能量能夠獲取、存儲(chǔ)、處理、傳遞、表示更多的信息。依據(jù)貝肯斯坦極限,量子信息與電子信息存儲(chǔ)比較,兩者相差將近27個(gè)數(shù)量級(jí)!例如,固態(tài)硬盤(pán)大小的空間,采用現(xiàn)代電子技術(shù)可存儲(chǔ)3×1012比特(基本上達(dá)到了摩爾定律的極限),而采用量子信息技術(shù)的極限存儲(chǔ)容量是2.6×1039比特。

    (2)信息處理更加快速。利用量子疊加性,可以在物理上實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算,配合相應(yīng)的量子算法,至少在某些計(jì)算問(wèn)題上(如大數(shù)質(zhì)因數(shù)分解、異構(gòu)數(shù)據(jù)檢索等)能夠媲美和超越現(xiàn)有的超級(jí)計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)“量子稱(chēng)霸”。依據(jù)布雷莫曼極限,量子計(jì)算與電子超級(jí)計(jì)算機(jī)比較,兩者相差將近32個(gè)數(shù)量級(jí)!

    (3)增強(qiáng)的信息安全。利用量子的真隨機(jī)性和糾纏特性,能夠顛覆現(xiàn)有信息傳遞模式,無(wú)論是量子保密通信,還是隱形傳態(tài),理論上在信息加密和傳遞環(huán)節(jié)都可以實(shí)現(xiàn)無(wú)條件安全,工程實(shí)踐中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)有限可信節(jié)點(diǎn)保密通信。

    3.量子信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)方向

    量子信息技術(shù)是信息技術(shù)的量子化實(shí)現(xiàn),不會(huì)超越信息獲取、信息傳遞、信息存儲(chǔ)、信息處理和信息使用等信息過(guò)程,其顛覆性來(lái)源于變革實(shí)現(xiàn)信息過(guò)程的技術(shù)原理和手段。

    因此將量子信息系統(tǒng)細(xì)分為4個(gè)專(zhuān)業(yè)方向:量子通信、量子計(jì)算模擬、量子精密測(cè)量、量子器件。信息傳遞的量子技術(shù)實(shí)現(xiàn)稱(chēng)為“量子通信”;信息處理和信息存儲(chǔ)的量子技術(shù)實(shí)現(xiàn)稱(chēng)為“量子計(jì)算模擬”;信息獲取的量子技術(shù)實(shí)現(xiàn)稱(chēng)為“量子精密測(cè)量”;元器件的量子技術(shù)實(shí)現(xiàn)稱(chēng)為“量子器件”。在這些專(zhuān)業(yè)方向上,主要有9項(xiàng)核心技術(shù):量子保密通信、量子隱形傳態(tài)、量子通用計(jì)算、量子模擬、量子軟件、量子導(dǎo)航、量子成像、量子探測(cè)、量子器件。其中的研究熱點(diǎn)如下:

    量子保密通信:實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā),保證密鑰生成與分發(fā)過(guò)程的增強(qiáng)安全,是對(duì)抗量子計(jì)算破解非對(duì)稱(chēng)密碼體制RSA的“盾”。

    量子計(jì)算:主要利用量子疊加特性,實(shí)現(xiàn)量子通用計(jì)算和量子定制計(jì)算,超越現(xiàn)有的超級(jí)計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)“量子稱(chēng)霸”,一個(gè)惹人注目的應(yīng)用是顛覆傳統(tǒng)非對(duì)稱(chēng)密碼體制的“矛”。

    量子精密測(cè)量:在本場(chǎng)從微觀尺度進(jìn)行量子精密測(cè)量,獲取自身位置、時(shí)間、速度等信息,實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航定位,顛覆全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

    4.主要研究團(tuán)隊(duì)及企業(yè)

    量子信息系統(tǒng)概念和夢(mèng)想有很多科研機(jī)構(gòu)、院校、企業(yè)在探索和實(shí)踐。在此,做一些不完整的介紹。

    IBM團(tuán)隊(duì)。1984年,IBM的學(xué)者提出了BB84協(xié)議,并于1989年首次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,量子密鑰分發(fā)(QKD)技術(shù)正式誕生,目前MagiQ公司出售商用QKD產(chǎn)品和量子安全解決方案。2016年,IBM發(fā)布免費(fèi)量子計(jì)算云服務(wù)“量子體驗(yàn)”,其核心是一臺(tái)五量子位的量子計(jì)算機(jī),用戶通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的互聯(lián)網(wǎng)接口軟件可以訪問(wèn)該量子計(jì)算機(jī)。2017年,IBM還將推出比“量子體驗(yàn)”有更多量子位的IBM Q。

    Google團(tuán)隊(duì)。2014年,Google開(kāi)始自主研制量子計(jì)算機(jī),計(jì)劃2017年底完成其首臺(tái)49比特的量子計(jì)算機(jī)。除了向科學(xué)家和人工智能研究者提供訪問(wèn)其量子計(jì)算機(jī)的途徑外,Google還成立了“胚胎量子數(shù)據(jù)中心”實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)Project Q開(kāi)源項(xiàng)目,鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)人員為量子計(jì)算機(jī)編寫(xiě)代碼。

    Microsoft和Delft團(tuán)隊(duì)。Microsoft結(jié)合半導(dǎo)體和超導(dǎo)體,自主研發(fā)拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī),荷蘭Delft主攻容錯(cuò)量子算法。

    歐盟的東芝劍橋研究中心Shield團(tuán)隊(duì)、法國(guó)高等光學(xué)研究所法布里實(shí)驗(yàn)室、ID Quantique公司等,在基于光纖信道的連續(xù)變量和誘騙態(tài)QKD技術(shù)、基于自由空間信道的糾纏光子對(duì)QKD技術(shù)上處于世界領(lǐng)先水平。

    中科大-浙大-阿里團(tuán)隊(duì)。主要成員包括潘建偉、韓正甫、王向斌、苑震生、陳宇翱、施堯耘等。2016年,建成“京滬光纖量子通信骨干網(wǎng)”,成功發(fā)射“墨子號(hào)”量子通信衛(wèi)星,完成1200公里QDK試驗(yàn)和量子糾纏試驗(yàn),初步構(gòu)建了廣域量子通信體系。2017年5月,成功研制首臺(tái)10個(gè)量子比特的光量子計(jì)算機(jī)。2017年9月,通過(guò)量子調(diào)控,在超冷原子體系中發(fā)現(xiàn)了拓?fù)淞孔游飸B(tài)中的準(zhǔn)粒子——任意子,為通用量子計(jì)算機(jī)奠定了基礎(chǔ)。

    中國(guó)電科團(tuán)隊(duì)。作為電子信息系統(tǒng)研究和建設(shè)的國(guó)家隊(duì),中國(guó)電子科技集團(tuán)公司直面量子信息技術(shù)的顛覆性變革,組織各成員單位,聯(lián)合北大、清華、北航、北理、北郵、中科大、南大等院校,以陸軍研究員為首席科學(xué)家,提出并積極布局“量子信息系統(tǒng)”的研究、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。團(tuán)隊(duì)在量子器件、標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量,超導(dǎo)制冷機(jī),單光子檢測(cè)雷達(dá),量子成像,量子定制計(jì)算,量子與經(jīng)典混合計(jì)算,連續(xù)變量QKD等技術(shù)的工程化和系統(tǒng)應(yīng)用方面具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

    量子信息系統(tǒng)應(yīng)用

    1.量子安全體系

    數(shù)學(xué)上已經(jīng)嚴(yán)格證明,量子保密通信技術(shù)在理論上是一種無(wú)條件安全的通信方式。即使在工程實(shí)踐上存在這樣那樣的安全漏洞,量子信息技術(shù)依然能夠增強(qiáng)國(guó)防、金融、政務(wù)、能源、商業(yè)等領(lǐng)域的信息安全保障,具有重大戰(zhàn)略意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展,量子保密通信技術(shù)在實(shí)際安全性、通信距離、傳輸速率、集成化、組網(wǎng)能力等方面的技術(shù)成熟度已經(jīng)達(dá)到七級(jí),開(kāi)始產(chǎn)品化、工程化和產(chǎn)業(yè)化,呈現(xiàn)出重大產(chǎn)業(yè)革命的先兆。以量子加密、量子存儲(chǔ)、量子傳輸為代表的量子安全體系正在形成,世界強(qiáng)國(guó)都在積極整合研究資源,搶占QKD技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的先機(jī)。

    量子保密通信技術(shù)是我國(guó)為數(shù)不多的處于國(guó)際領(lǐng)先地位的科研領(lǐng)域,但其存在的問(wèn)題也不容忽視:

    (1)基礎(chǔ)性創(chuàng)新不足。量子保密通信技術(shù)的核心基礎(chǔ)協(xié)議、思想理念和安全性分析等幾乎都是美國(guó)、歐洲、澳大利亞的學(xué)者提出來(lái)的(清華大學(xué)王向斌教授對(duì)誘騙態(tài)協(xié)議的重要貢獻(xiàn)是唯一例外)。我國(guó)在實(shí)驗(yàn)技術(shù)、工程應(yīng)用方面領(lǐng)先世界各國(guó),但要在研究方向上引領(lǐng)全球,尚需加強(qiáng)基礎(chǔ)性、前沿性研究,突破原始創(chuàng)新。

    量子保密通信技術(shù)在理論上是一種無(wú)條件安全的通信方式

    (2)核心器件材料不自主。我國(guó)的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在QKD整機(jī)技術(shù)上,單光子探測(cè)器、數(shù)據(jù)處理單元(高性能FPGA、GPU等)、光電調(diào)制器等核心部件還依賴(lài)進(jìn)口,在精密機(jī)械制造、半導(dǎo)體芯片、精密光學(xué)儀器等制造工藝方面存在短板,量子信息技術(shù)的自主可控問(wèn)題比電子信息技術(shù)更加嚴(yán)峻。

    (3)技術(shù)路線相對(duì)單一。國(guó)內(nèi)大部分高校和企業(yè)的技術(shù)路線集中在單光子QKD,連續(xù)變量、MDI、RRDPS等協(xié)議也各有優(yōu)勢(shì),在沒(méi)有哪個(gè)技術(shù)路線最終勝出的情況下,國(guó)際上是在并行發(fā)展的,我們的資源投入也需要分散風(fēng)險(xiǎn)。

    2.量子計(jì)算模擬

    以智慧城市、機(jī)器人、人工智能為特征的新工業(yè)革命正在形成,高性能計(jì)算是這些典型應(yīng)用的核心技術(shù)基礎(chǔ),量子計(jì)算模擬具有求解機(jī)器學(xué)習(xí)算法的巨大潛力,主要體現(xiàn)在并行處理、超級(jí)算、超低能耗等顛覆性特征上。

    (1)并行處理。量子計(jì)算模擬能夠同時(shí)變換每一個(gè)疊加分量,并以概率幅進(jìn)行疊加,這就是量子計(jì)算模擬的并行性。與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)只能處于0或1兩種狀態(tài)之一不同,量子計(jì)算模擬的量子比特可同時(shí)處于0和1兩種狀態(tài),從而獲得量子算法復(fù)雜度的時(shí)空壓縮優(yōu)勢(shì)。

    (2)超計(jì)算。量子計(jì)算模擬能夠?qū)⒅笖?shù)級(jí)的計(jì)算復(fù)雜度降為多項(xiàng)式復(fù)雜度,大幅提升運(yùn)算能力,解決機(jī)器學(xué)習(xí)在數(shù)據(jù)處理上的瓶頸問(wèn)題,在線性規(guī)劃,類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等問(wèn)題上也有天然優(yōu)勢(shì)。

    (3)低能耗。數(shù)學(xué)理論上,量子計(jì)算模擬是一種酉變換,是可逆計(jì)算,這部分計(jì)算不發(fā)生能量轉(zhuǎn)移,因此整個(gè)量子計(jì)算模擬具有低能耗特性。例如,在相同計(jì)算能力條件下,當(dāng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的能耗大約為2217千瓦時(shí),量子計(jì)算模擬的能耗大約為25千瓦時(shí)。

    目前量子計(jì)算模擬的主要應(yīng)用有:基于Shor算法的大數(shù)分解,應(yīng)用于量子加密解密,能夠增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息體系安全;基于量子退火算法的系統(tǒng)優(yōu)化,應(yīng)用于天氣預(yù)測(cè),交通規(guī)劃,量子金融分析等;基于量子體系模擬,研究多量子態(tài)系統(tǒng),在量子物理化學(xué)、新藥物新材料等方面吸引了眾多期待。

    3.量子精密測(cè)量

    量子信息技術(shù)最直接的效應(yīng)是精密測(cè)量,科技的進(jìn)步使得人類(lèi)的操控手段深入到了微觀世界。在這個(gè)方向上的應(yīng)用首先要說(shuō)量子光鐘。微觀量子態(tài)的躍遷具有穩(wěn)定的周期,可以用于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量。1967年,國(guó)際計(jì)量大會(huì)采用了原子秒定義:秒是銫133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)輻射的9192631770個(gè)周期所持續(xù)的時(shí)間。應(yīng)用激光冷卻、磁光阱、光梳等技術(shù),目前世界上最精確的鍶原子光鐘穩(wěn)定度達(dá)到了10-18秒量級(jí)。外界環(huán)境對(duì)量子光鐘的干擾也是可以充分利用的,這些擾動(dòng)反映了地磁場(chǎng)、重力場(chǎng)等的變化。通過(guò)測(cè)量量子光鐘時(shí)頻的漂移變化,能夠獲得地表以下重力場(chǎng)的情況,探知埋藏的礦物或物體;還能獲得水面以下地磁場(chǎng)的情況,探知沉船和潛艇等。量子精密測(cè)量的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些,諸如量子痕跡跟蹤、量子成像、量子導(dǎo)航、量子雷達(dá)等也同樣具有廣闊的前景。

    量子信息技術(shù)發(fā)展展望

    “第二次量子革命”當(dāng)前的主要表現(xiàn)是技術(shù)變革,即以技術(shù)形態(tài)量子化為主要特征,顛覆經(jīng)典的信息獲取、存儲(chǔ)、傳遞、處理、使用等過(guò)程,創(chuàng)新出量子通信、量子計(jì)算、量子光鐘、量子導(dǎo)航、量子雷達(dá)、量子成像等應(yīng)用。各自發(fā)展的單項(xiàng)技術(shù),需要從頂層進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)科技資源和工程資源的最大化利用,這也是開(kāi)展量子信息系統(tǒng)研究的目的和意義。量子信息更是深刻的思維變革,對(duì)信息系統(tǒng)的系統(tǒng)形態(tài)會(huì)產(chǎn)生什么影響?研究工作還很初步,前景圖像還很模糊。

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