科技工作者之家
科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。
科技工作者之家 2020-08-03
来源:知识分子
7月底,美国上线“量子互联网”计划,图源ctovision.com导 读
量子力学始于20世纪初,普朗克、爱因斯坦、玻尔、薛定谔、海森堡、狄拉克等人的思想奠定了量子力学的理论框架,随后,量子物理催生出激光、晶体管和核磁共振成像等现代技术。最近几十年,量子技术发展迅猛,人们可以在原子尺度上精确控制和操纵微观粒子,新的量子控制技术有潜力催生广泛的技术革命,又一次量子革命的火苗浮现。在量子科技领域,与欧美相比,中国起步较晚,但过去二十年间,发展迅速,特别在量子通信领域,中国已经成为国际领跑者。
美国不甘落后。2018年底,颁布《国家量子倡议法案》(National Quantum Initiative Act),宣称绝不能容忍在量子科技领域落后。在中美关系陷入不确定性的大背景下,近日,美国公布了量子互联网发展的战略蓝图,以支撑《国家量子倡议法案》的顺利施行,确保美国处于全球量子竞赛的前列。美国能源部的17个国家实验室是美国量子互联网战略实施的主要支柱。
美国国家实验室制度始于20世纪上半叶,二战期间及战后,在国家战略承担和实施上,发挥了巨大的作用,满足国家重大战略需求是国家实验室的主要使命。多学科深度融合,人员和资源高效协调,使得国家实验室时至今日依然是美国国家创新核心力量的体现。费米实验室主任 Nigel Lockyer 指出,对于量子互联网的实施,“国家实验室是最适合来促进这种整合的”。
美国已经来了,全球量子竞赛愈发剧烈。中国虽然在量子通信领域,处于领跑者位置,但美国举全国科技力量在全面布局,我们稍有松懈,便面临被超越的风险。在量子技术的积累上,中国、美国各有其优势和不足,谁将取得量子时代的领先,未来十年将至关重要。
图片来自UChicago ● ● ●以下内容译自美国能源部网站:
全国协力建设量子网络,引领通信新时代Nationwide Effort to Build Quantum Networks
and Usher in New Era of Communications
(芝加哥,伊利诺伊州) 今天(指当地时间7月23日),在芝加哥大学召开的新闻发布会上,美国能源部公布了一份报告,该报告规划了美国量子互联网发展的战略蓝图,提出要确保美国处于全球量子竞赛的前列,引领通信新时代。该报告为确保《国家量子倡议法案》(于2018年12月由特朗普总统签署而成为法律文件)的顺利施行,提供了行动路线。A range of unique abilities
量子传输的一个特征是,信息传递过程中,窃听是极其困难的。科学家们计划利用这一特性来建立一个几乎不可破解的网络。早期用户可能包括银行和医疗服务等行业,以及国家安全和飞机通信。最终,量子网络技术在手机中的应用可能会对全世界每一个人的生活产生广泛影响。 科学家们也正在探索量子互联网如何加速海量数据的交换。该报告称,如果网络可以进行组合和扩展,那么社会可能就处在数据通信突破的风口浪尖。 最后,创建超灵敏量子传感器网络可以让工程师能更好地监测和预测地震—— 一个长期的、难以企及的目标,或者是寻找地下的石油、天然气或矿产。这种传感器还可以应用于医疗健康和成像领域。 多实验室、多机构的共同努力A multi-lab, multi-institution effort
要创建一个成熟的量子互联网原型,需要多方的密切协调,包括能源部、国家科学基金委、国防部、国家标准与技术研究所、国家安全局、NASA 等联邦机构,以及国家实验室、学术研究所和工业界。 该报告列出了关键的研究内容,包括:构建并集成量子网络设备、量子信息的保持和路由、纠错。然后,要把全国性的网络付诸实施,有四个关键的里程碑: 现有光纤网络上安全量子协议的验证;跨越校园或城市发送纠缠信息;扩展网络,实现城市间的连接;最后,通过量子中继增强信号,实现州与州间的量子网络。 “量子网络的基础取决于我们在原子尺度上精确合成和操纵物质的能力,包括单光子的控制”,芝加哥大学普利兹克分子工程学院的分子工程学 Liew Family 讲席教授、阿贡国家实验室高级科学家、Chicago Quantum Exchange 主任 David Awschalom 说,“我们的国家实验室拥有世界一流的设备,可以对材料进行亚原子分辨率的成像,还有最先进的超级计算机来模拟材料的行为。这些强大的资源对于加速量子信息科学和工程的进展,以及在与学术和企业伙伴的合作中领导这一快速发展的领域来说至关重要。” “除了与芝加哥大学的合作,费米实验室还与阿贡实验室、加州理工学院、西北大学以及科技新兴公司合作开发架构,并逐步部署和连接横跨芝加哥市的量子通信节点。很快,与这第二组合作者一起,我们将能在一个大都市网络中远距离传输数据”,费米实验室量子项目领头人 Panagiotis Spentzouris 说,“这份蓝图很重要,它告诉我们如何在全国范围内开展这项工作。” 其他国家实验室也在推动量子网络和相关技术的发展。例如,石溪大学和布鲁克海文国家实验室与总部设在劳伦斯伯克利国家实验室的能源部 Energy Sciences Network 合作,已经建立了一个80英里的量子网络试验平台,同时正积极地在纽约州、橡树岭国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室进行网络的扩展。其他研究小组则专注于开发信息高度安全的量子密码系统。https://www.energy.gov/articles/us-department-energy-unveils-blueprint-quantum-internet-launch-future-quantum-internet
来源:The-Intellectual 知识分子
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyNDA2NTI4Mg==&mid=2655449575&idx=2&sn=072299b590508bd0963ccc6571261870&chksm=f3a6f38ac4d17a9cce3685746b32047f73d6f97508191160eb92aa7443406f7cbf5b506b5bcc#rd
版权声明:除非特别注明,本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道,不代表本站观点,仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有,如有侵权,请联系删除。
电话:(010)86409582
邮箱:kejie@scimall.org.cn
相对论+超光速→量子力学?
中国科学家正研发高精度时频柜,助量子力学跨越发展
量子力学都不懂?还在说你知道量子科技?
日本用量子保密通信技术传输大量基因组数据
关于量子力学的基本原理
量子力学都不懂?还在说你知道量子科技?
中国科学家揭示量子力学波函数的实在性本质
量子力学的8种诠释
开启全球量子通信网 验证空间尺度量子力学“墨子号”量子科学实验卫星发射升空
四问量子通信:迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式