为什么量子技术成为跨国公司战略布局的关键领域

10月18日电 近年来，从顶层设计、战略投资到人才培养，世界上许多国家都在不断投资量子科学技术。那么什么是量子技术呢？在现实生活中的应用前景如何？国家和科技企业在相关领域的发展趋势如何？

解读量子科学技术，要从量子力学入手。量子力学起源于20世纪初，是研究物质世界中微观粒子运动规律的物理学分支。如果一个物理量有最小的不可分基本单位，那么这个物理量就是量子化的。量子力学中有一些“违反直觉”的特征，比如著名的“薛定谔的猫”，这就很难知道了。但相关理论都有实验支持，很多重要发明如——原子弹、激光、晶体管、核磁共振、全球卫星定位系统等。在过去的100年中诞生，改变了世界。

量子信息技术是量子力学的最新发展，代表了新兴的“第二次量子革命”。早在2016年，欧盟就宣布将把量子技术作为迎接“第二次量子革命”的新旗舰科研项目。美国一直支持量子科学技术的发展。最新趋势是，10月7日，白宫科技政策办公室推出国家量子协调办公室官网，发布《量子前沿报告》。

在量子信息技术中，量子通信和量子计算是代表。这也是各大科技强国抢占的战略技术高地。

量子通信：信息安全传输的“保护盾”

量子通信是利用量子力学的相关原理解决信息安全问题的通信技术。其中一个著名的原理就是量子纠缠。两个纠缠的量子就像“心灵感应”。无论相距多远，一个量子态改变，另一个也会改变。爱因斯坦称之为“幽灵般的距离作用”。传统的通信方式存在被窃听的风险，但在量子通信中，窃听者必须被双方发现并回避。因此，量子通信常被称为信息安全传输的“防护盾”，在保密领域有很大的应用前景。

近年来，中国的量子通信技术取得了许多突破。比如，2016年8月，中国发射了世界上第一颗自主研制的空间量子科学实验卫星“墨子”；此后，中国研究人员率先利用世界上的量子卫星成功实现了卫星与地面之间数千公里的双向量子纠缠分布。2017年，全球首个量子保密通信骨干网——京沪干线工程通过总体技术验收。

今年以来，中国量子通信领域的学者“频频报喜”。3月宣布，中国科学技术大学潘建伟等研究人员实现了500 km真实环境光纤的双场量子密钥分配和相位匹配量子密钥分配，传输距离509 km，创造了新的世界纪录。9月宣布，郭广灿院士团队与奥地利同行合作，首次实现了高保真度的32维量子纠缠态，显著提高了量子通信的信道容量。

量子计算：未来计算技术的“心脏”

量子计算是各国优先考虑的另一个关键科技领域。百度研究院量子计算研究所所长段润耀告诉新华社：“量子计算是这场新量子革命最具代表性的技术，是未来计算技术的心脏。”

与传统计算机相比，量子计算机具有独特的优势。在传统的计算机中，一个比特在某一时刻只能是0或1中的一个，但在量子计算机中，由于量子叠加态的存在，一个量子比特可以同时记录0和1两种状态。因此，量子计算机的计算能力远远超过传统计算机的潜力。但是，目前有n个

在量子计算轨道上，谷歌、微软、英特尔等西方科技公司拥有先发优势，通过不同的技术路径不断实现对更多量子位的操控。去年10月，谷歌研究人员在英国杂志《自然》上发表了一篇论文，称基于一个包含54个量子位的量子芯片开发了一个量子计算系统，大约需要200秒才能完成，而传统的超级计算机需要1万年才能完成。当时称之为“量子霸权”的实现，即量子计算机在某一特定问题上的计算能力超过了传统计算机，但业内有人质疑相关细节。

中国研究人员也在量子计算方面迎头赶上。中国科技大学、清华大学等高校近年来在量子计算方面取得了一定的成就。百度、阿里巴巴、腾讯、华为等科技企业也发布了量子计算研究计划。今年9月，百度、圆圆量子等企业相继发布了最新的量子计算云平台，让普通用户也可以通过云技术使用量子计算。

量子计算机虽然距离大规模普及还有很长的路要走，但前景广阔。段润耀说：“量子计算将极大地推动人工智能及其应用的发展，深刻地改变包括基础教育在内的许多领域。特别是借助量子计算技术，人类对微观世界的认识和对宏观世界的探索将会大大拓展，从而导致人类思维能力的根本提高。”