诺贝尔回响 中国高度重视量子信息科技发展 产出具影响力成果

诺贝尔回响，中国在量子信息技术也有一批具有重要国际影响力的成果。图为潘建伟在中国科学技术大学的办公室内与「墨子号」量子卫星模型合影。（新华社）

《科技日报》5日报导，瑞典皇家科学院4日宣布将2022年诺贝尔物理学奖授予法国、美国、奥地利三位科学家，表彰他们为纠缠光子实验、证明违反贝尔不等式和开创性的量子信息科学所作出的贡献。近年来，中国也高度重视量子信息技术的发展，在量子信息技术领域突破了一系列重要科学问题和关键核心技术，产出了一批具有重要国际影响力的成果。

中国科技大学常务副校长、中科院院士潘建伟说：总体而言，中国在量子通信的研究和应用方面处于国际领先地位，在量子计算方面与发达国家处于同一水准线，在量子精密测量方面发展迅速。

他表示，量子通信的发展目标是构建全球范围的广域量子通信网络体系。通过光纤实现城域量子通信网路、通过中继器实现邻近两个城市之间的连接、通过卫星平台的中转实现遥远区域之间的连接，是广域量子通信网络的发展路线。

中国的城域量子通信技术已初步满足实用化要求，中国建成了国际上首条远距离光纤量子保密通信骨干网「京沪干线」，在金融、政务、电力等领域开展远距离量子保密通信的技术验证与应用示范。在卫星量子通信方面，中国研制并发射了世界首颗量子科学实验卫星「墨子号」，在国际上率先实现了星地量子通信，首次实现了洲际量子通信，充分验证了基于卫星平台实现全球化量子通信的可行性。

量子计算研究的核心任务是多量子比特的相干操纵。当前，量子计算研究已经实现「量子优越性」，即量子电脑对特定问题的计算能力超越传统超级电脑，达到这一目标需要约50个量子比特的相干操纵。

2020年，潘建伟和陆朝阳等学者研制成功76个光子的量子计算原型机「九章」，推动了全球量子计算的前沿研究达到一个新高度，继谷歌「悬铃木」量子电脑之后，中国首次成功实现「量子计算优越性」的里程碑式突破。

然而，「中国在量子精密测量领域起步较晚，整体上相比发达国家存在一定的差距，但近年来已经迅速缩小了差距，在若干研究方向上与公开报导的国际最高水准相当。」潘建伟说。

新科诺贝尔奖量子纠缠可能是超光速通信基础

今年的诺贝尔物理学奖颁给了3位量子力学的重要科学家：阿斯佩（Alain Aspect）、克劳泽（John F. Clauser）以及塞林格（Anton Zeilinger）。诺贝尔委员会成员欧利森（Eva Olsson）说：「量子信息科学是一个充满活力，且发展迅速的学门，这将是安全加密传输、量子计算，和即时通讯等领域的基础。」

物理学网（Phys）报导，事实上过去十几年，这3位科学家与量子纠缠理论（quantum entanglement），一直是诺贝尔物理奖的大热门，他们的发现早已被其他科学奖项所肯定，早在2010年，就已该理论获得以色列的沃尔夫奖（Wolf Prize），常被视为诺贝尔奖的暖身，结果这一暖身就是12年。可能被「鸽」的时间太长，77岁的泽林格在接到得奖电话时，他说：「我非常讶异，也相当荣幸。」

他们的发现，与量子力学当中的「量子纠缠」有关，这是指同时出生的AB两个量子之间，有一股无远弗届的连接能力，A量子出现改变，B量子也会有即时的反应，不因距离而有延迟。

泽林格通过实验，展示了一种称为「量子隐形传输」的现象，以他的话来说「利用纠缠，你可以将量子携带的所有信息，转移到量子被重新构建的其他地方。」听起来像是瞬间移动，或是科幻片《星际争霸战》（STAR TREK）的光波传输。

泽林格也补充，就目前理论，能完成这种传输的只有极简单的粒子，无法像科幻片那样把一个大活人给传到远处。

正因为这个机制只限于量子之间的传送，所以泽林格曾经说：「这些实验完全是哲学上的，没有任何可能的用途或应用。」

但是这一部分泽林格就预测错误，事实上，最近十年，工程师们开始依据量子纠缠理量，开发量子电脑、量子网络通讯，和量子加密通信技术，比如中国大陆的「墨子号」，就号称是世界首颗量子科学实验卫星，其研究的目标就是量子通信与不可能破解的加密技术。