量子技术,行业互联网|「墨子沙龙活动简报」未来趋势：量子互联网
?2020年上海科技节于8月23日—29日正式开启 。8月25日 ， 墨子沙龙登陆上海科技节 ， 在上海中心举办了主题为“未来趋势：量子互联网”的科普活动 。
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诞生于20世纪初的量子力学不仅改变了我们看待世界的方式 ， 将广阔的微观世界展现在世人面前 ， 还催生出激光、晶体管、集成电路、核磁共振成像等现代技术 ， 彻底改变了人类生活 。
最近几十年 ， 随着量子信息学等交叉科学的飞速发展 ， “第二次量子革命”悄然来临 。新兴量子技术让无条件安全的通信成为可能 ， 计算能力获得指数级飞跃 ， 超越经典极限的精密测量得以实现……
因其强大的能力、广泛的应用前景 ， 量子新兴技术被视为“决定未来的技术” ， 美国、欧盟等都在整合科研资源进行布局、不断加大相关投入 。在量子技术领域 ， 与欧美相比 ， 我国起步较晚 ， 但过去二十年间 ， 发展迅速 ， 特别在量子保密通信领域 ， 中国已经成为国际领跑者 。全球量子竞赛愈发剧烈 ， 谁将取得量子时代的领先 ， 我国面临着前所未有的机遇与挑战 。
而“量子互联网”是当下世界各国量子竞争的焦点 。2016年5月 ， 欧盟提出“量子技术旗舰计划” ， 计划投资约10亿欧元 ， 10年左右建成量子互联网；2020年初 ， “量子技术旗舰计划”发布报告《战略研究议程》 ， 细化了未来三年量子技术的发展目标 ， 为未来的“量子互联网”远景奠定基础 。2018年12月 ， 美国《国家量子计划法案》正式签署颁布 ， 计划投资约13亿美元 ， 实施为期10年的“国家量子计划”；为了进一步支撑《国家量子倡议法案》的顺利施行 ， 2020年7月 ， 美国能源部公布报告 ， 规划了美国“量子互联网”发展的战略蓝图 。
【量子技术,行业互联网|「墨子沙龙活动简报」未来趋势：量子互联网】量子互联网可以理解为量子通信技术支撑的一种产生和使用量子资源的新型功能网络 。量子密钥分发网络是量子互联网的初级形态 ， 其高级形态将是全量子网络 ， 是用量子隐形传态或量子纠缠交换技术作为链接 ， 将用户、量子计算、量子传感等节点连为一体 ， 产生、传输、使用量子资源的一个网络 。其将用于量子通信、量子传感及量子计算 。
量子通信领域 ， 我国是怎样从无到有 ， 又取得国际领先的？单光子探测技术能带给我们哪些惊奇 ， 实现哪些传统技术不可能完成的任务？量子计算机为什么具有碾压经典计算机的强大计算能力 ， 我国目前发展到了什么阶段？正值“墨子号”量子科学实验卫星发射成功4周年之际 ， 此次活动邀请到“墨子号”团队重要成员印娟教授 ， 量子成像领域的青年才俊徐飞虎教授以及“潘之队”超导量子计算负责人朱晓波教授 ， 带大家进入量子技术的疆域！
“墨子号”——漫漫追星路
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“墨子号”是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一 ， 2016年8月16日 ， “墨子号”发射升空 ， 两年时间完满完成了既定科学目标——量子纠缠分发和量子力学非定域性检验、量子密钥分发、量子隐形传态 。由于其优异的性能表现 ， “墨子号”将超长服役2年 ， 开展进一步的拓展实验 ， 并且已经有了多项重要成果 。
前不久 ， “墨子号”度过了自己的4岁生日 。作为“墨子号”量子纠缠源载荷主任设计师 ， 印娟教授给大家分享了“墨子号”的这四年 ， 以及“墨子号”升空之前 ， 为了验证基于卫星的量子通信的可行性 ， 科研人员的无数付出 。
量子保密通信要从实验室走向广泛应用 ， 远距离传输问题是需要解决的重要挑战之一 。光纤由于存在固有的光子损耗 ， 且与环境耦合会致使纠缠品质下降 ， 因此光量子传输难以通过光纤向远距离拓展 。而基于空间平台（例如卫星）的自由空间量子通信 ， 是实现长距离安全通信的一种途径 。基于卫星 ， 无论地面两点相距多远 ， 损耗仅发生在地面站和卫星之间 ， 等效大气厚度只有10公里级 。
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