从量子通信到量子互联网的演变

发布时间：2023-05-04 14:06:32 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，可以在无限小的尺度上利用物质的奇异特性，理论上能够在几分钟内解决很多传统计算机无法解决的计算问题。

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。在量子计算机中，量子比特的状态则允许计算机在一个时间点上同时处理多个计算目标，并能够确保在处理大数据时保持高速。

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、新型药物研发、金融分析、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，更多的实验室成果将陆续转化为实际应用程序，并给全世界诸多高精尖技术领域创新技术带来巨大的颠覆性变革。

根据波士顿咨询公司近期的一项调查，后量子密码学和量子通信的新兴市场蕴含着巨大的潜力。到2030年，这个市场的规模将可达100亿美元，与量子计算市场的规模（60亿到120亿美元）相当。

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，如果有人有意识地截取一部分量子通信，其计算机会自动毫不留情地破坏它。

以中国为例，在量子通信领域的研究已取得突破性进展。在产业链上游，华为、中兴等通信设备商为量子通信提供经典通道。在产业链中游，量子保密通信网络运维商，如神州信息、中国通服等传统运维商与量子网络公司共同参与运维。在产业链下游，量子通信技术在金融、军事、政务、商务等领域具有广泛的应用前景。阿里巴巴与国盾量子、中兴通讯合作的OTN量子安全加密通信系统等案例，充分显示了量子通信在各种产业领域应用的巨大潜力。

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的是一个大都市规模的网络，而不是建立一个中心化国家或建立世界范围的规模的网络。

（编辑：汽车网）

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