資訊 | 量子技術正在哪些領域顛覆科技？量子技術國際會議上的五個爆點

02-09

大數據文摘作品，轉載要求見文末

作者 | Dylan Love

編譯 | Happen、笪潔瓊、袁璐、崔雲柯

當代科技正處于飛速發展階段，同時也在與前沿機械設備產品發生著技術碰撞。在這個過程中，科學家和工程師們，為了將那些只存在於科幻作品中的科幻場景變為現實，正努力地鑽研量子物理學領域。

正如來自俄羅斯量子中心的研究員Alexey Fedorov所說：「量子物理學正處於解鎖下一代科技殺手的關鍵位置，它或將改變網路安全、材料科學、人工智慧以及計量學。」

量子技術國際會議是俄羅斯量子中心的宣傳活動，每兩年舉辦一次。活動中，各位科學家們會介紹目前工作進展，並討論目前首選研究應用範圍。

在莫斯科的整整一周中，每一個做報告的學者都是ICQT舞台的明星。以下是我們在第四屆量子技術國際會議中所聽到的最酷的五件事情：

1、當今最佳量子計算機運行良好

本次量子會議提出的量子計算機「白鯨」，最早是在80年代初期由物理學家理查德·費曼提出的。目前，全世界的研究機構和商業機構都在努力研究量子計算機，期望可以藉此機會，解決傳統計算機的工作極限或者效率低下等各種問題。

來自哈佛大學的Mikhail Lukin教授和他的團隊也正在開展相關研究，他們建造了一種量子計算機，可以利用51個量子比特進行運算，這可能是現存的最強大的量子計算機了。今天大多數量子計算機，打個比方，可能就像是19世紀新聞短片里那些無比顛簸地原始飛機那樣，和完美遠遠無關。然而俄羅斯量子中心創始人Serguei Beloussov的對該項目給予肯定評價：「Lukin教授的團隊建造的量子計算機，就像『一架能夠平穩起飛、飛翔以及降落的飛機。』」

2、量子技術或將助力火星即時通訊

Elon·Musk公開稱自己夢想著關於月球基地和火星的一切，但是面臨的最基本問題就是，如何與居住在那裡的人通話。根據地球與火星繞太陽軌道的相互關係，無線電信號（以光速運行）在兩個球體間運行時間在3分鐘與22分鐘之間。如果通信模式沒有根本性的轉變，火星網路將很糟糕。但是量子技術的發展，或許能夠實現無延時星際即時長途通信。

Arkady Fedorov博士是昆士蘭大學超導量子設備實驗室的帶頭人，他的研究課題是關於如何將超導cubits（腕尺）作為人造原子使用。Cubits常用於量子計算的信息處理，但是Fedorov從另一個角度研究其與電磁波的相互作用，並使其在一定參數範圍內可控。他說，如果我們想利用這一點進行即時長途通信，唯一缺少的就是將微波變成光學光線的適配器。

「這種適配器是目前一個熱門話題，」Fedorov說，「將微波轉換成光學光線是十分困難的，因為成功的量子運算要求效率接近100%。不過，已經有一些團體提出了解決的方案。」

3、顛覆式的量子加密技術

「觀察者效應」認為，在觀察過程中，觀察者不可避免地將改變被觀察者（或被觀察事物）。在奇異的量子世界裡，如果我們創建了一條信息，可以採用這樣的條件發送出去——要求除了你的預期收件人之外的任何人，都能讀取這則信息。那麼，我們假設第三方截獲了這條特殊的信息，則勢必會在原始信息上留下「痕迹」，由此我們就會知道，信息已經被「動了手腳」。通過這種方式，我們的初始信息反而得到了保護！

量子加密技術就像影視作品中的「星際迷航」和詹姆斯邦德！而在現實中，也正是一個以日內瓦為基地的瑞士公司堅持了16年的商業追求。這家公司20年來，專註於開發並銷售加密量子通訊硬體，他的客戶群主要是各種研究機構，和國家政府。

4、提供可持續化的超前計算能力

在人工智慧與機器學習領域，許多有意義的應用實現要以前所未有的計算能力為前提，而量子計算或許可以實現這種可持續化的特大數量數學計算。量子粒子不遵循任何符合我們常識的物理規律——他們可以重複出現在不同的地點，可以一種「疊加」的狀態存在，並且同時可擁有多個值。有些人認為，量子計算擁有在平行宇宙運算的計算能力，或許能夠繞過目前所傳統科技所存在的障礙。

5、唯一阻礙量子計算髮展的就剩研究基金了

在談到量子計算相關發展的障礙時，Beloussov說，最大障礙恐怕就是量子研究領域的資金了。畢竟，良好的科學研究是建立在雄厚的資金基礎上的。期待未來這方面的衝突能夠得到良好的緩解。