日媒文章:中美正引領世界量子革命
2020年09月23日11:24

原標題:日媒文章:中美正引領世界量子革命 來源:參考消息網

參考消息網9月23日報導 《日本經濟新聞》9月19日發表題為《美中主導量子革命》的文章稱,全球圍繞以量子計算機為代表的量子技術的霸權爭奪戰愈發激烈。在彰顯國家基礎科研實力的論文數量方面,中國力壓美國拔得頭籌。文章內容摘編如下:

繼以半導體技術為支撐的數字社會後,量子技術帶動21世紀創新的可能性正在增強。新時代的勢力版圖也將對產業競爭力和安全保障產生影響。

在新冠疫情肆虐的背景下,美中為早日將這一技術投入實用展開了激烈的競爭。

在量子計算機方面先行一步的美國2014年到2018年共發表該領域研究論文1948篇,高居全球第一,排名第二的中國也有1495篇。而日本Astamuse公司的統計顯示,2001到2008年間,在被視為應用研發能力評估指標的專利申請數量方面,美國1852件,中國1354件。

另一方面,中國在與安全保障相關的量子密碼相關領域佔據優勢。在論文數量上,中國發表了2169篇,約為美國的兩倍。中國正在利用人造衛星和北京-上海之間的通信網絡,加快引入防止信息泄露的技術。包括涉及傳感器在內的總體論文數量中國也是排在第一位。

焦慮情緒不斷上升的美國白宮在今年8月宣佈,將投入超過6億美元用於美國能源部下的五個研究中心的建設。白宮方面強調說,這是為確保美國在未來產業方面握有主導權而採取的強有力的行動。量子技術諮詢委員會的成員中不乏Google和IBM等科技巨頭的專家高管,白宮正在通過與民間的合作擴大投資規模。

各國之所以投入巨大人力財力,主要是因為量子技術被認為將對產業競爭力和安全保障產生影響。相比改變了20世紀的半導體和激光技術,量子革命還處於現在進行時。2019年,Google宣佈其研發的量子計算機的運算速度比超級計算機快15億倍。

強大的計算能力將為材料、藥品、金融商品的研發和人工智能的利用開闢道路。據美國波士頓諮詢公司的預測,在投入實際使用後,量子計算機在全球產生的經濟效益最高可達8500億美元。

以真空管構成的早期計算機經由晶體管的出現和半導體的發展構建起了數字社會。如果遵循同樣的方向發展,那麼最早掌握量子技術的國家則會率先踏入另一個次元的世界。

資料圖片:9月14日,在鄭州國家高新區網絡安全科技館,觀眾在參觀量子學習空間。(馮大鵬 攝)
資料圖片:9月14日,在鄭州國家高新區網絡安全科技館,觀眾在參觀量子學習空間。(馮大鵬 攝)

資料圖片:9月14日,在鄭州國家高新區網絡安全科技館,觀眾在參觀量子學習空間。(馮大鵬 攝)

【延伸閱讀】外媒關註:中國量子通信取得重大進展

參考消息網6月17日報導 外媒稱,中國15日通過一個具有重大地緣戰略意義的里程碑事件展現其科技實力:打破量子通信距離的紀錄。

據西班牙《國家報》網站6月15日報導,中國一個科學家團隊15日宣佈,首次使用量子技術實現加密信息的同時傳輸。加密信息從太空衛星發出,抵達相距1120公里的兩個地面望遠鏡,這個距離大約是迄今已實現距離的近10倍。

報導稱,量子現象產生於微觀層面,但可以對現實世界產生重大影響。處於糾纏狀態的兩個粒子無論相隔多遠,只要測量了其中一個粒子的狀態,另一個粒子的狀態也會相應確定。若有人試圖在傳輸過程中觀測粒子,則粒子的狀態就會改變,糾纏狀態也會破壞。這項屬性使得創建一個理論上不可能被破壞或入侵的量子通信系統成為可能,因為窺探者單單進行觀測就會破壞信息。

中國科學家15日在英國《自然》週刊網站上發表一篇論文,詳細闡釋了利用糾纏狀態的光子來傳輸密鑰的過程。光子從在距離地球500公里的軌道上運行的“墨子號”衛星發出,抵達相距1120公里的新疆烏魯木齊南山站和青海德令哈站。

報導指出,1比特的信息使用兩個處於糾纏狀態的光子來加密。中國科學家這次展示了372比特密鑰的安全傳輸。密鑰可用於解鎖通過任何渠道傳輸的加密信息,包括互聯網和電話。

報導注意到,中國科學家在研究中使用不同類別的攻擊來測試系統,結果顯示系統安全。這種傳輸方式的速度和效率大約是地面光纖的上億倍。研究負責人指出,這項工作為創建全球量子通信網奠定了基礎。

西班牙國家研究委員會量子通信專家何塞·加西亞-里波利說:“沒有人在如此遠的距離完成過這項工作。中國科學家在技術層面上取得了獨一無二的成就。中國正處於這個領域的前列。”

另據美國《紐約時報》網站6月15日報導,15日,一個科學家團隊在《自然》週刊上聲稱,在一顆衛星與兩個大約相距1120公里的地面站之間,成功試驗傳輸了一個用於對信息進行加密和解密的密鑰。

報導稱,這些中國作者於2017年首次報告在衛星傳輸中利用量子糾纏取得成功。現在他們表明,他們已提高其效率、降低其錯誤率,從而足以利用量子糾纏來進行密鑰的分發。

曾在美國橡樹嶺國家實驗室任職的科學家鄧肯·厄爾說,中國的進步似乎意義重大。厄爾現在是位於加利福尼亞州維斯塔的量子計算技術公司的總裁兼首席技術官。

負責中國量子衛星研究工作的科學家潘建偉是上述發表在《自然》週刊論文的資深作者。

2016年8月,中國在戈壁灘上發射了世界上首顆用於試驗光粒子量子信息傳輸的衛星。這顆衛星被稱為“墨子號”,以紀念公元前5世紀的一位中國哲學家。衛星發射激光束,為兩台相距1120公里的望遠鏡分發量子信號,這兩台望遠鏡分別建在德令哈和南山地面站。

接著,2017年6月,潘博士及其33名中國同事在美國《科學》週刊上稱,傳輸取得了成功。他們說,其信號效率“比兩個光子通過通信光纖雙向傳輸(這一標準方式)高了若干數量級”。

在新論文中,潘博士的團隊稱,他們升級瞭望遠鏡和光學設備,精細跟蹤了該系統相隔遙遠的各部分的目標,從而提高了通信連接的效率。

作者們寫道,實驗結果表明,密鑰傳輸的實際安全性提高到了“前所未有的水平”。

量子計算技術公司的厄爾博士說,雲雨等環境因素此前曾大大削弱中國在地球與太空間的傳輸。他在提到新披露的研究成果時說:“這是進步,是向前邁出的重要一步。”

厄爾博士說,總的來說,北京似乎在解開量子謎團以及在太空中實際應用量子技術這場競賽中遠遠領先於華盛頓。

2016年11月26日拍攝的“墨子號”量子科學實驗衛星與興隆量子通信地面站建立天地鏈路(金立旺 攝)

(2020-06-17 10:20:03)

【延伸閱讀】港媒:從“量子”到“區塊鏈”,中國商家盯上時尚科技詞彙

參考消息網1月15日報導 香港《南華早報》網站1月14日刊載題為《為何中國國內在賣“量子內衣”》的報導稱,這是美國女演員格威妮絲·帕爾特羅創建的“古普”生活方式品牌大行其道,以及互聯網上充斥不明智健康潮流的時代。在這樣一個時代,中國出現的一個趨勢是,把賭注押在尖端技術量子計算上。至少相關人士聲稱是這樣。

報導稱,中國的網店裡目前充斥著各種自稱具備量子技術優點的商品,但這些商品與技術幾乎毫無關聯。你可以買到融入了量子技術的襪子、量子內衣或一些量子酒精飲料。

你可能已經想到了,專家說這些大多是胡扯。

報導介紹,這些形形色色的網上產品似乎在兜售偽量子技術。量子技術指基於量子力學原理的實驗性技術,比如量子計算。這裏的關鍵詞是“實驗性”。儘管美國Google公司去年聲稱實現了“量子霸權”,即達到了量子計算機能夠解決傳統計算機無法解決的問題這一節點,但科學家們仍在苦苦研製能在現實中使用的量子計算機。

在一篇報導中,上海交通大學物理與天文學院特別研究員金賢敏說:“在實驗室中尚未能夠實現的,怎麼就在市場上大行其道?”對他而言,推理過程很簡單:如果量子襪沒用到量子力學的基本原理——疊加性——它們就不是量子產品。

但是,這並未阻止賣家投身使用這一科技時尚用語的潮流。這種趨勢在去年10月顯現出來,當時人們發現北京一家教育培訓中心開設了“量子波動速讀”課程。該機構聲稱能教孩子在5分鐘內閱讀10萬漢字。

報導稱,現在,中國的網店為量子打底褲打廣告,據稱這些打底褲能解決腰部鬆弛問題,還能使短粗的腿變瘦長以及保暖。有些網店還出售據稱配備量子芯片的文胸和內衣,以及可貼在智能手機上的量子能量貼。賣家稱,這種量子能量貼可以對付來自手機的輻射。這些產品有一部分已悄然進入包括亞馬遜在內的國際電商平台。

另有一些公司聲稱正在研製號稱對身體有含糊益處的“量子酒”。還有據稱可降低汽車燃油消耗量的量子節油卡。

報導稱,量子技術對這些產品有何助益?你將不得不動用自己的想像力,因為相關產品的說明沒有多大幫助。

如此多公司目前力推一切“量子”產品的原因可能是,量子計算已成為中國科學界的一個重要話題。

但是,這並非科技時尚用語首次進入一個模糊不清的領域。最引人注目的例子是區塊鏈技術熱。儘管把區塊鏈這一名詞強加到任何東西上的衝動已有所消退,但學術界仍在發展區塊鏈技術。

資料圖片。新華社發
資料圖片。新華社發

資料圖片。新華社發

(2020-01-15 13:54:10)

【延伸閱讀】港媒:中國科學家將人工智能和量子計算結合 極大提高處理速度

參考消息網11月22日報導 港媒稱,中國量子研究團隊的一項最新研究表明,人工智能將極大提高處理速度,徹底改變量子研究,並最終可能為研發比現有技術快10億倍、甚至1萬億倍的超級計算機鋪平道路。

據香港《南華早報》網站11月21日報導,根據中國科學家的一項新研究——中國建立了世界上一些最大的量子研究設施——機器學習技術可以大幅減輕計算存在於亞原子量子屆的粒子間奇特聯繫性質的耗時任務。

根據本月發表在美國《物理評論快報》週刊上的一篇論文,現在中國的一個研究團隊證實,機器學習技術能夠以前所未有的速度和準確性評估粒子之間的聯繫。

研究人員認為,這一點很重要,因為粒子之間的不同聯繫使它們適合不同的任務。除了量子糾纏之外,粒子還可以通過量子導引(這種矛盾現象以“薛定諤的貓”最為人熟知)或貝爾非定域性(該概念稱在某些情況下粒子的性質可以通過對其測量而改變)發生聯繫。

大多數量子設備——從用於超安全通信的密鑰分配網絡、超快量子計算機到用於隱形飛機探測的量子雷達系統——仍然極其不適用,因為現在確立粒子之間聯繫的性質需要大量處理時間。

中國科學技術大學(中科大)該研究首席科學家李傳峰教授說:“它的工作原理就像分離礦物。”中國科學技術大學位於安徽合肥。

李傳峰說:“人工智能告訴我們一種礦石是否含有金、鐵或銅,因此我們可以利用它們來達到不同的目的。這在以前是不可能的。”

到目前為止,量子研究人員一直需要測量完整一套物理性質來確定粒子之間聯繫的類型。這是一項艱巨而耗時的工作,當粒子數量增加時,工作量就會成倍增加。

這種方法將大大增加量子信息處理的資源供給。

幾十年來,中科大的研究人員一直在進行量子實驗,並積累了大量數據。李傳峰的團隊建立了一套數據集,包含400多對通過不同類型的連接精心挑選出來的粒子,連接類型包括量子糾纏、量子導引和貝爾非定域性。

然後,科學家利用這些數據集,用深度學習算法訓練計算機,以測量粒子的物理性質。人工智能現在可以達到90%以上的精確度,所需時間已經被大幅縮短,過去花一個小時的計算可以在不到一秒鍾內完成。

機器也不需要關於每個粒子的全部信息來進行評估。研究報告稱,研究人員只需將兩種物理性質的細節輸入機器,機器就能填補空白並對結果做出正確的估計。

李傳峰說:“這種方法將大大增加量子信息處理的資源供應。”

重慶綠色智能技術研究院副研究員、論文作者之一的任昌亮說,這一突破並不意味著人工智能對量子物理學的掌握比人腦更好。

他說:“我們標註數據,教給機器,給它糾錯。人工智能遵循人類的指導。它不是比我們聰明。”

報導指出,人工智能相對於傳統方法的另一個明顯優勢是,它可以更有效地處理多維問題——而且量子物理學有許多維度。

任昌亮說:“兩個世界似乎有很好的匹配。”

據科研人員說,這並不是他們研究的結束。該團隊現在計劃繼續用更大的數據集訓練這台機器,並且還在開發專門針對量子計算機的新型人工智能技術,據預測,量子計算機的運算速度是目前最強大的超級計算機的1萬億倍。

一些研究人員說,人工智能和量子計算的結合可能最終導致智能水平與人類智能水平相當甚至高於人類智能水平的機器。(編譯/胡溦)

(2019-11-22 06:33:01)

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