看成都布局量子互聯(lián)網(wǎng)“試驗場”
原標題:“薛定諤的貓”如何影響我們的生活(引題)
看成都布局量子互聯(lián)網(wǎng)“試驗場”(主題)
近日,我國科學家設計出一種相位量子態(tài)與時間戳量子態(tài)混合編碼的量子直接通信新系統(tǒng),成功實現(xiàn)100公里的量子直接通信。這是目前世界最長的量子直接通信距離。該研究成果由北京量子信息科學研究院、清華大學龍桂魯教授團隊和陸建華教授團隊共同攻關,發(fā)表于最新一期《Light-Science & Applications》期刊在線版。此前公開發(fā)表的成果中,量子直接通信的最長距離為18公里。
對于大多數(shù)人來講“不明覺厲”的量子究竟是什么?量子又如何影響著我們的生活?成都又有哪些布局?
量子是什么
薛定諤的貓“既死又活”
根據(jù)量子理論,量子是最小的、不可再分割的能量單位。我們中學物理書上提到的分子、原子、電子,其實都是量子的不同形式??梢哉f,我們的世界由量子組成。
在我們日常生活的宏觀世界里,物體的位置、速度等,都可以通過經(jīng)典力學精確測算。但在微觀量子世界里,卻有著截然不同的奇妙物理規(guī)則,最有代表性的是“疊加”與“糾纏”。
說到這里,不得不提到“薛定諤的貓”——量子力學的奠基人之一,物理學家薛定諤于1935年提出了這個至今被大家津津樂道的思想實驗。
薛定諤用一只貓比喻量子疊加,設想一個密閉容器里有一只貓和一瓶毒藥,如果原子的衰變能夠觸發(fā)機械裝置打破瓶子釋放毒藥,那么貓必死無疑。但考慮到原子可能處在衰變或者未發(fā)生衰變的疊加態(tài),這意味著容器里可能存在一只“既死又活”的貓,但是,不可能存在既死又活的貓,必須在打開容器后才知道結果,即著名的“薛定諤的貓”。
根據(jù)量子理論,如果兩個量子之間形成“糾纏態(tài)”,那么無論相隔多遠,當一個量子的狀態(tài)發(fā)生變化,另一個也會“瞬間”發(fā)生相應變化。
國內首個
大學校園建起“量子互聯(lián)網(wǎng)”
走進電子科技大學沙河校區(qū),幾棟黃色教學樓映入眼簾。這里,正是量子互聯(lián)網(wǎng)前沿研究攻關的“前哨”——電子科技大學信息與量子實驗室。通過科研攻關,這3棟科教樓之間,建成了國內首個位于大學校園內的量子互聯(lián)網(wǎng)場地實驗研究平臺。
“量子科技不斷向前發(fā)展,它最終的形態(tài)應該如同現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)一樣——形成量子互聯(lián)網(wǎng),這也是量子科技研究的一個重要國際前沿方向。”電子科技大學教授周強介紹,“量子科技有望在多個領域‘大顯身手’?!?/P>
“我們用3棟樓模擬未來的3個量子中心,并用量子隱形傳態(tài)方案把它們連接起來?!敝軓娊榻B,已獲得的實驗數(shù)據(jù)顯示,這個校園內量子互聯(lián)網(wǎng)場地實驗研究平臺已具備了良好的性能。
周強團隊已成功研制出高性能量子糾纏光源、寬帶固態(tài)量子存儲器等原型器件,完成量子糾纏互聯(lián)場地研究平臺搭建,還首次實現(xiàn)赫茲速率的城域量子隱形傳態(tài)。
在緊追量子科技領域前沿研究的同時,周強團隊也在積極利用量子科技的相關成熟研究成果賦能現(xiàn)實場景。
為提高光通信系統(tǒng)通信鏈路的故障檢測效率,周強團隊與成都成電光信科技股份有限公司在相關領域展開合作,提供了“量子解決方案”——他們利用光量子探測的靈敏性,把光量子技術中的關鍵技術與傳統(tǒng)光纖鏈路監(jiān)控系統(tǒng)相結合,研制出國內首個新型監(jiān)測機載光纖鏈路健康的設備。
加速量子科技布局
推動創(chuàng)新成果應用示范
發(fā)展量子科技,成都已有較好基礎,處于快速成長期,量子互聯(lián)網(wǎng)、量子通信、量子計算等領域正步入加速布局與快速發(fā)展階段。
在科研攻關上,在蓉高等院校、科研院所多點發(fā)力,構筑了量子技術研究的“成都基礎”。據(jù)市科技局相關負責人介紹,成都量子科技領域創(chuàng)新資源富集,聚集了電子科技大學、四川大學、西南交通大學3所高校,開展相關領域的研究。另外,中國網(wǎng)安、西南技術物理研究所、中科院光電所3家科研院所也正積極開展量子科技的相關研發(fā)工作。
量子信息技術的發(fā)展離不開電子信息技術的支撐。而成都在這方面更是有著良好的基礎。2020年,成都市電子信息產業(yè)規(guī)模達到10065.7億元,成為首個突破萬億級產業(yè)。
當下,成都正大力推進建設具有全國影響力的科技創(chuàng)新中心,加快西部(成都)科學城建設,推進天府實驗室建設,并加速量子科技布局。
在重點區(qū)域布局上,未來成都將以天府新區(qū)等若干重點區(qū)域為主要載體,開展一系列關鍵核心技術攻關、建立一系列創(chuàng)新平臺。同時,還將推動量子科技企業(yè)提質升級,引進培育優(yōu)質企業(yè),推動創(chuàng)新成果的應用示范。此外,還將加大人才培養(yǎng)力度,增強持續(xù)創(chuàng)新能力。(成都日報錦觀新聞記者 宋妍妍)
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