還記得這樣的場(chǎng)景嗎,?電影中,,主人公走入一扇“任意門”,,瞬間就穿越來(lái)到另一個(gè)空間……
在量子世界里,,這或許不是幻想,。就在今天凌晨,我國(guó)發(fā)射了全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星,。這顆以中國(guó)古代科學(xué)家墨子命名的“墨子號(hào)”衛(wèi)星,,帶著探索星地量子通信的使命升空,將繼續(xù)為中國(guó)和世界的前沿科技“探路”,。
未來(lái)在軌運(yùn)行的兩年時(shí)間里,,它將配合地面的五個(gè)臺(tái)站,進(jìn)行大量工作,,并將幫助我們建立一個(gè)極其安全的全球通信網(wǎng)絡(luò),。
中國(guó)空間量子衛(wèi)星領(lǐng)軍人物,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)潘建偉院士說(shuō),,之所以起名“墨子”,,因?yàn)槟邮紫韧ㄟ^(guò)小孔成像實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了光是直線傳播的,而且墨子也提出了某種意義上的粒子論,。 “因此,,光量子學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星用這位中國(guó)先賢命名,我認(rèn)為是很妥帖的,?!?/p>
究竟什么是量子通信?
古往今來(lái),人們對(duì)于信息加密的探索從未停止,。古時(shí)候,,人們?cè)谛欧馍系蜗炆w上火印,但仍防不住有人拆開,、讀完再?gòu)?fù)原?,F(xiàn)代,人們用電磁波傳遞秘密,,但“音量”再低,,也防不住精細(xì)的竊聽。
現(xiàn)今,,科學(xué)家設(shè)法將“音量”調(diào)低到如此程度:只依靠一顆顆光子,任何竊密者去測(cè)量都會(huì)破壞它,,從而被發(fā)現(xiàn),。信息微弱到了極限——量子級(jí)別,再小心的讀取都會(huì)徹底改變它,,而不可能只改變一點(diǎn)點(diǎn),。這就是量子通訊的保密原理。
連美國(guó)都無(wú)法破解的中國(guó)量子密鑰技術(shù)究竟是什么,?看看中科院的科普:
那么,,量子科技和我們有什么關(guān)系?
“量子通信是迄今唯一被嚴(yán)格證明為無(wú)條件安全的通信方式,。量子不可分割,、不可克隆,所以能保證加密內(nèi)容不被破譯,,可以從根本上保障信息安全,、保護(hù)全人類的隱私?!绷孔涌茖W(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星工程首席科學(xué)家潘建偉表示,,理論上絕對(duì)安全的通信一旦實(shí)現(xiàn),政府,、軍隊(duì)和銀行,,乃至全社會(huì)都將獲益。
(1)改變生活:或15年后走進(jìn)中國(guó)百姓家
在潘建偉看來(lái),,量子通信的應(yīng)用前景,,就像電話的普及過(guò)程一樣,將逐步進(jìn)行,,蔚為可觀,。“一開始,量子通信可能會(huì)應(yīng)用于國(guó)防,、金融,、政務(wù)、科學(xué)研究等,,之后會(huì)在大眾中廣泛應(yīng)用,。”
基于個(gè)人判斷,,他給出了一個(gè)量子通信技術(shù)普及的“時(shí)間表”:5年左右很多機(jī)要部門開始用,,10年左右金融業(yè)、銀行等大機(jī)構(gòu)開始使用,,15年的時(shí)間或許走進(jìn)千家萬(wàn)戶,。“屆時(shí),,每個(gè)人的家里,、手機(jī)上或許都會(huì)有一個(gè)量子加密芯片,銀行轉(zhuǎn)款,、電子賬戶等的涉密操作,,都不用擔(dān)心被盜用或者攻擊?!?/p>
他并表示,,這需要一個(gè)過(guò)程,依賴于量子通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),,應(yīng)用成本也會(huì)逐漸下降,。
(2)影響世界:多國(guó)望與中國(guó)共建“量子星座”
雖然量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星成功發(fā)射,但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,,“要實(shí)現(xiàn)全球化量子通信還需要長(zhǎng)期的努力,,特別是需要多顆衛(wèi)星的組網(wǎng)”,量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師兼衛(wèi)星系統(tǒng)副總師彭承志表示,,“這條征途沒(méi)有盡頭”,。
也因此,中國(guó)以開放的姿態(tài)歡迎全球合作,?!拔覀兎浅8吲d地同意了奧地利方的請(qǐng)求,共同就北京到維也納之間的洲際量子通信進(jìn)行實(shí)驗(yàn)合作,,中方并決定向全球開放載荷的相關(guān)數(shù)據(jù)”,,潘建偉介紹稱。
他表示,,德國(guó)和意大利也非常希望繼奧地利后加入中國(guó)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn),,在探索全球量子通信組網(wǎng)建設(shè),、“量子星座”建設(shè)中與中方展開合作?!皡f(xié)議目前已經(jīng)走完了相關(guān)的流程,,近期就將進(jìn)行簽署?!?/p>
“畢竟,,科學(xué)也是面向全世界的,中國(guó)的量子衛(wèi)星走在世界前列之后,,可以引領(lǐng)整個(gè)學(xué)術(shù)界在這個(gè)方向開展研究,,為人類貢獻(xiàn)中國(guó)智慧”,潘建偉說(shuō),。
量子通信市場(chǎng)空間及產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?/strong>
量子通信屬于高科技產(chǎn)品,,最初的應(yīng)用主要在軍事需求,超高的安全性,,因此,,得到國(guó)防的大力投入,在研究實(shí)力方面,,軍方的量子通信技術(shù)是最高的,。
《2016-2020年中國(guó)量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》中指出,,量子通信在軍事,、國(guó)防、金融等信息安全領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用價(jià)值和前景,,不僅可用于軍事,、國(guó)防 等領(lǐng)域的國(guó)家級(jí)保密通信,還可用于涉及秘密數(shù)據(jù)和票據(jù)的電信,、證券,、保險(xiǎn)、銀行,、工商,、地稅、財(cái)政以及企業(yè)云存儲(chǔ),、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域和部門,,而技術(shù)又相對(duì)成熟,未來(lái)市場(chǎng)容量極大,。
量子通信應(yīng)用范圍其中在專網(wǎng)市場(chǎng),,根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù),隨著量子通信技術(shù)的引入,,國(guó)家對(duì)專網(wǎng)的持續(xù)投入加大,,專業(yè)無(wú)線通信市場(chǎng)未來(lái)幾年將保持高速度增長(zhǎng),,保守估計(jì)到2020年我國(guó)專網(wǎng)通信行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將有望達(dá)到300億元,(2014-2020年間復(fù)合增速為25.66%),。
由于專網(wǎng)市場(chǎng)增量需求中比較大的一塊來(lái)源于量子通信的滲透于應(yīng)用,,預(yù)計(jì)到2020年,將有35%的專網(wǎng)市場(chǎng)有望采用量子通信技術(shù),。因此,,在專網(wǎng)市場(chǎng)內(nèi),量子通信的專網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到105億左右,。
產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)上市公司如下:
小編提醒,,買股票的話,利好出盡是利空,,大家悠著點(diǎn),。
附專家問(wèn)答:“墨子星”上天啦!瞬間移動(dòng)真能實(shí)現(xiàn),?
問(wèn):“量子態(tài)隱形傳輸”意味著能實(shí)現(xiàn)《星際迷航》里的瞬間移動(dòng)嗎,?
答:“量子態(tài)隱形傳輸”是基于量子疊加和量子糾纏的特性,就是甲地某一粒子的未知量子態(tài),,可以在乙地的另一粒子上還原出來(lái),。其實(shí)傳輸?shù)氖橇W拥牧孔討B(tài),而不是粒子本身,。這種狀態(tài)傳送的速度上限仍然是光速,,也不是“瞬間移動(dòng)”。
現(xiàn)在,,在光子,、原子等層面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳輸。電影里“大變活人”在原理上是允許的,,但目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)做不到,。因?yàn)榭苹秒娪袄锶说膫魉停粌H需要把人的實(shí)體部分的大量原子,、分子傳送,,并且嚴(yán)格按照原來(lái)的相對(duì)位置重新排列起來(lái),更何況重現(xiàn)意識(shí)和記憶就更復(fù)雜了,。
不過(guò),,隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,也許未來(lái)我們還是可以實(shí)現(xiàn)人的量子隱形傳態(tài),,到那時(shí)星際旅行就不是夢(mèng)啦,。
問(wèn):將來(lái)機(jī)器會(huì)不會(huì)像《變形金剛》里一樣被裝上量子大腦,從而取代人類,?
答:所謂量子大腦,,其實(shí)就是當(dāng)今正在研制中的量子計(jì)算機(jī),。未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)可能會(huì)對(duì)人工智能起到極大的幫助,在數(shù)據(jù)搜索,、分析和處理方面提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前經(jīng)典計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力,。
機(jī)器人都是預(yù)先設(shè)置好程序的,而人是有意識(shí)和自由意志的,。研究發(fā)現(xiàn),,人腦中的思維機(jī)制與量子疊加、量子糾纏或許存在相似之處,。所以也有學(xué)者認(rèn)為,,未來(lái)可望創(chuàng)造出與人腦一樣運(yùn)行的人工智能機(jī)器人。真到這種程度,,機(jī)器與生物之間的界限已經(jīng)非常模糊,。這目前還只是一種暢想,未來(lái)究竟怎樣還得拭目以待,。
(被采訪者:量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士,、中科院物理所研究員呂力、北京大學(xué)物理系教授劉雄軍)