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让失控恶霸特朗普下总统令的量子互联网是个什么鬼?

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日期:2020-08-01文章来源:互联网
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2020年7月24日,被视为“失控恶霸”的特朗普政府公布了一项重磅计划,将致力于打造量子互联网。

特朗普在2018年12月,签署了一项《国家量子倡议法》(NQIA),并责成相关的科研机构推动实施。

2019年10月,特朗普又下总统令,筹建白宫科学技术委员会,再度强调研究量子计算的重要性。

2020年2月,特朗普政府发布了《美国量子网络战略构想》,明确提出美国将开辟量子互联网,并设立了未来5年和20年的两个目标和计划。

有人说,中国的量子产业很发达,全国许多地方都在上量子项目,不要怕欧美量子互联网霸权。

更技术化一点的说法,可以参考费米国家加速器实验的量子科学负责人潘纳约提斯·斯宾佐里斯的看法。

他说,量子互联网计划是利用光纤电缆、装有量子通信硬件的卫星和无人机,在全国范围内逐步连通本地网络。

欧洲量子技术旗舰计划3月发布的一份战略研究议程文件认为:量子计算机、模拟器和传感器通过量子网络互联,分配信息和量子资源(如相干、纠缠),从而保障数字基础设施的安全。

关于量子传输的资源,我国的量子通信专家潘建伟院士认为:“量子比特和量子纠缠将是量子互联网的基本资源。”

澎湃新闻有一个文章总结,量子互联网之所以冠以量子之名,主要是该网络具备三大特点,这里改述如下:

量子互联网是一个新的网络,它不能取代经典互联网,而是经典互联网的一个新的分支,两者是相辅相成。

我国量子保密通信相对先进,但量子保密通信传输的是随机生成的量子密钥,而非内容信息。它不能连接量子计算机等前沿量子设备,也不能传输纠缠等量子资源,传输机制并未实现完全的“量子化”。这与量子互联网是两码事。

如同互联网的发展那样,20世纪中后期,计算机和网络技术在美国发展壮大起来,美国借助于先行掌握的大量核心技术,构建了领先全球的影响力。

针对这些数据的一些特定的计算需求,经典计算机束手无策,往往需要几年或者几十年才会有个结果。

这些高性能的计算设备,分别安装在不同的要害部门,如果经过一个通道连接起来,岂不是可以发挥更重要的作用?

显然,梅特卡夫原则在这里依然是适用的,量子计算机就是量子互联网的节点,越多越好。

理论上说,由于对量子体的任何测量行为都是对量子体的一次修改,所以任何窥探量子信息的行为,都可以被量子信息的接收者监测到。

“量子传输的标志之一是,传递的信息很难被窃听。科学家计划利用这一特征来打造几乎无法被入侵的网络。''

鉴于5G技术竞争在美国国内引起了巨大反响,加大量子领域等前沿科技的投入也符合特朗普大国竞争的战略。

芝加哥大学普利兹克分子工程学院教授、美国阿贡国家实验室资深科学家大卫·奥沙洛姆称,量子互联网项目是美国量子研究计划的支柱。

美国能源部副部长保罗·达巴表示,政府每年在量子信息技术方面投入约5亿至7亿美元,其中一部分资金将用于量子互联网建设。

在特朗普正式发布的2021年联邦预算提议案中,白宫新闻稿强调,预算案提高了联邦科学与发展经费,其中人工智能技术和量子计算的相关投入未来将会“翻倍”。

与之相对应的是,2016年4月,欧盟委员会发布《量子宣言(草案)》,计划于2018年启动的量子技术旗舰项目,历时10年、规模10亿欧元。

根据实验室专研凝聚态物质和复杂系统的物理学家帕特里克科尔斯的说法,他们可以用此次发现的新算法研究数百个量子位的量子计算机,基于当前该领域的进展,预计未来几年内将成功推出此种量子计算机。

这是该实验室量子计算研究计划的一部分,包括开发量子计算算法、进行量子模拟研究以及开发教育工具。

洛斯阿拉莫斯的研究人员多年来一直在研究量子设备,包括在云上访问16个或更少量子位数量级的基于门的小型设备。

IBM的优势在于,不仅提供了比其他基于门的量子计算机更多的量子位,而且潜在地减少了云访问的等待时间。

尤其是,他们看上了IBM Q Network推出的53量子位芯片,这已经达到了经典计算机的极限。

2020年2月,在芝加哥地区,美国阿贡国家实验室已经建立了一个83公里长的量子网络,不久还将连接到附近的费米实验室,建成一个长达128公里的测试平台。

各国对量子互联网的研发给予了高度的重视,期望在未来的网络中,形成自己的技术优势。

在美国,Google和IBM专攻超导体系,Intel主要走硅半导体路线,微软布局全新的拓扑领域。

Intel研发的硅自旋量子位技术,2020年1月,英特尔发布了代号为“Horse Ridge”的首款低温控制芯片,能够实现对多个量子位的控制。

2020年7月,美国工业巨头霍尼韦尔(Honeywell )公司宣布已经制造出目前世界上性能最优的量子计算机,并且与微软公司的云量子计算服务 Azure Quantum达成了合作协议,将该设备向企业级用户开放使用,标价约为每小时一万美元。

但现在,我们都知道万维网已经开始走向分裂,由于思潮和政治影响,万维网变为由整体变为割据,人们在应对科技问题的同时,不得不考虑政治因素。

如同美国温迪霍尔教授说:很多评论人士已开始谈论“分裂网”(splinternet)——它将网络世界划分为美国和中国的势力范围,但我认为这低估了分歧的严重程度。事实上,从地缘政治角度来看,这个整体的、不变的互联网至少分为四个。

未来的量子互联网上,很可能是各国割据一方,中国一个网,美国一个网,甚至其他国家也会有自己的量子互联网。