美国宣布计划十年内建成国家量子互联网,并且永远无法被劫持

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据华盛顿邮报报道,美国政府决策打造一个量子互联网。指标是将与全球现有网络一起运转的互联网,利用量子力学定律更平安地分享消息,并连接新一代计算机和传感器。

如果一切按决策进行,那么将在十年内实现。

据悉,这次量子互联网决策的要紧研发中间位于芝加哥,而这次决策也被他们称为“第二个互联网”决策。

芝加哥大学普利兹克分子工程学院传授、阿贡国家实验室资深科学家大卫·奥沙洛姆(David Awschalom)称,量子互联网项目是美国量子研讨决策的支柱。

“这是一项新技术的诞生,它正激励一场全球性的角逐。地球上每个大国都推出了量子决策,因为情况越来越豁达,它会有很大的影响。”

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除了美国,中国也在量子技术上投入巨资,该平台大约会改变消息处理技巧,并为主导该平台的国家带来庞大的经济和国家平安优势。欧洲也在热衷于进行这项研讨。美国能源部及其 17 个国家实验室将组成该项目的主干。

目前还不清楚这个项目的确切资金来源,美国能源部周四没有宣布该项目所需的资金。

量子互联网构想早已有之

毕竟上,早在今年 2 月,美国白宫政府就发出了一份《美国量子网络战略构想》,提出美国将开发量子互联网。

这份文件将量子互联网描写为一张由量子计算机和别的量子设备组成的庞大网络,它将催化出许多新兴技术,从而加快现有互联网的发展,前进通信平安性,并使计算技术产生剧变。

“历史在量子网络平台的前驱开拓,美国预备革命国家和金融平安、患者隐衷、药物发现以及新原料的设计和制造,同时增加我们对天地的科学剖释。”

文件以为,量子消息技术仍处于早期阶段,而其蓝图取决于首创能够靠得住地连接量子设备的基础设施平台的能力,也取决于开发量子消息科学在平安、传感和计算模式等方面的使用的能力。在政府调停下齐头并进,连接发力,量子互联网的基础能力就位。

文件提出了两个详细指标:

在来日 5 年中,美国的公司和实验室将演示量子网络的基础科学和关节技术,包含量子互连、量子中继器、量子存储器、高通量量子信道和洲际天基纠缠分发。同时,将查明这些体系的潜伏影响和改进使用,带来商业、科学、卫生和国家平安方面的好处。

在来日 20 年里,量子互联网链路将利用网络化量子设备实现经典技术无法实现的新成果,同时慷慨对量子纠缠好处的清楚。

当今天的报道中,美国则将实现这一指标的时间加快到了十年内,足见其打造量子互联网的“野心”。

那么,问题来了,打造一个国外量子互联网认真有那么放松吗?

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十年内打造量子互联网,大约吗?

首先,什么是量子互联网?

简单来说即一张由量子计算机和别的量子设备组成分外网络。

众所周知,互联网是用于传递、处理和储存消息的全球性体系。而量子互联网则能够对量子消息进行同样的传递、处理和存储,是历史量子比特和量子纠缠来实现的,但量子消息很大的好处是彻底防篡改的。

简而言之,量子互联网中量子消息的传输是不可篡改和统统平安的,能够避免现有互联网中消息走漏等问题,具有紧张的战略性。

别的,量子互联网能够用来发送不可破解的消息,前进 GPS 体系的精度,并支持基于云的量子计算。二十多年来,因为很难在没有损失的情况下历史远间隔发送量子信号,建立如许一个量子网络的空想在很大程度上陆续遥不可期。

其次,量子互联网的关节组成片面是什么,它们需要满足哪些性能参数?

凭证其公布的 38 页文件,决意量子互联网的关节组成片面要紧有以下几种:

量子限制探测器,超低消耗光通道,空对地连接,以及经典的网络和网络平安协议。

纠缠和超纠缠态源以及量子态的传输、掌握和测量。

从光学和电信(电信)体系到量子计算机关联平台的量子源和信号转换器,包含微波。

开发与光学或电信波长中基于光子的量子比特兼容的量子存储器缓冲器和小局限量子计算机。

使用量子中继器的远程纠缠分布,允许小型和大局限量子处理器之间基于纠缠的协议。

一般而言,目前可用的关节量子网络组件仍然处于实验室级准备状况,尚未在完备的网络配置中运转。 所以,要向前迈进, 就必需克服关节挑战,实现级联操纵和连接。

文件中表示美国将使用量子中继器来解决这一问题。

量子中继器在传输过程中不会放大处于纠缠状况的光子,而是历史消耗第二个纠缠对的资源,利用这个纠缠对来传递纠缠属性。

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需要注意的是,不同于传统网络,量子网络的素质是量子纠缠,存在于网络的物理层,而传统的网络,因为分享状况平时只在更高层建立。 在这种情况下,必需找到解决方案,以保证能够支持纠缠分布和断定性传送的网络设备保真度程度,以及能够赔偿损失和允许操纵纠错的量子中继器方案。

很后,从现阶段列国的量子互联网发展程度来看,中国在量子保密通信网的建设上走在世界前线,2016年,中科院院士潘建伟曾表示,中国决策用 15 年左右时间,构建天地一体的有量子通信平安保证的来日互联网,即量子互联网。但中国尚未提出量子互联网的战略决策。

除中国外,荷兰和日本也是有力角逐者之一。

2018 年 6 月,Hanson Lab 的研讨员开发了一组新型智能通信协议,可凭证需要产生量子纠缠并提供保护,QuTech 成功使两块量子芯片产生量子纠缠。当时不少人都以为荷兰有望领先建周全球首个量子互联网。

日本则在 2012 年决策建立量子消息和通信研讨慷慨会以及量子科学技术研讨开发机构,来日 10 年内投资 400 亿日元,支持量子通信和量子消息平台的研发。

无疑,随着美国的进来,这场量子互联网的战争也越来越热闹了。

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