精准测量过去测不到的信号！量子科技这样改变你我生活
精准测量过去测不到的信号！量子科技这样改变你我生活
量子科技作为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域，在提升计算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具有重大科学意义和战略价值。本文将为您详细介绍量子通信、量子计算和量子测量等领域的最新进展及其实际应用。
量子通信：实现绝对安全的信息传输
量子通信技术基于量子不确定性和不可克隆性原理，能够实现信息的绝对安全传输。安徽省量子信息工程技术研究中心资深系统专家蒋连军表示，量子加密技术能够抵御黑客入侵，因为它产生的密钥是随机且安全的，可以用来加密和解密消息。
为了实现广域量子通信，我国早在几年前就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”。这条干线通过32个节点连接了北京、济南、合肥、上海等地的内部量子网络，实现了量子密钥分发，使得量子保密通信不再局限于某一城市内。
目前，京沪干线上的量子密钥分发设备已经过更新迭代，体积越来越小，功能越来越强。中科院特聘学者陈建举例说，量子随机数可以用于智能驾驶、智能家居等场景，通过一次一密的方式实现信息加密，即使被截获也无法破解。
在星地一体广域量子通信网络的建设中，“墨子号”量子科学实验卫星发挥了重要作用。中科院院士王建宇表示，“墨子号”已经完成使命，接下来将研发第二代量子科学卫星，计划将其放置在3万多公里的地球同步轨道上，以实现超万公里的量子通信实验。
量子计算：开启算力革命的新篇章
量子计算的最大特征是速度快、算力高。北京量子信息科学研究院联合中国科学院物理研究所、清华大学推出了“大规模量子云算力集群”，五台百比特规模的新一代量子计算系统通过与经典计算融合，形成集群协同工作，推动量子计算走向应用。
北京量子信息科学研究院研究员金贻荣表示，量子计算的算力是随着比特数指数增长的，但增加一个比特的能耗却非常小。最新上线的量子云可用物理比特数超590个，其中保真度最高的芯片达99%，综合指标进入国际第一梯队。量子计算云平台的开放，将对人工智能、药物研发、新材料研发、供应链优化等强算力需求的领域带来重大变革。
量子测量：开启微观世界的全新视角
量子测量技术的发展使得各类新型量子传感器逐步走出实验室，支撑下游产业的先进测量技术创新。浙江大学校长、中国科学院院士杜江峰表示，基于金刚石NV色心的量子传感器可以实现原子级的精准测量，最小可以观测到单个分子的磁共振信号，开启了微观世界磁共振检测的技术路径。
在生命健康领域，量子精密测量可以实现生物标识物的超灵敏检测，未来可以用来做神经、癌症等疾病的早筛、药物研发的药效评估等。杜江峰院士表示，目前的量子传感器可以达到头发丝直径的100分之一的分辨率，能够看清细胞的内部影像。
识别伪“量子”产品
随着量子科技的不断突破，市场上也出现了许多打着“量子”旗号的虚假产品。中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员袁岚峰提醒，量子技术主要指的是量子通信、量子计算和量子精密测量，但凡是有人跟你说什么量子鞋子、量子袜子、量子保健品、量子美容品的肯定全是假的。
实际上，我们每天都在用的卫星导航系统就是一个典型的量子产品，而量子保密通信也已经有几百万的用户了。随着量子科技的不断发展，其应用场景将逐渐向纵深拓展，为各行各业带来革命性的变化。