量子技術(shù)研究有望獲國家科技大獎

　　按此前慣例，2015年度國家科學(xué)技術(shù)獎擬于2016年1月在人民大會(huì )堂舉辦頒獎典禮。從目前公布的初評結果可預判，若本次自然科學(xué)一等獎終有得主，該榮譽(yù)將花落“多光子糾纏干涉度量學(xué)”。因為該項目是本年度唯一一個(gè)入選該等級獎項的初評項目。

　　據科技部官網(wǎng)此前公布的信息顯示，2015年度入選自然科學(xué)一等獎初評的項目?jì)H有“多光子糾纏干涉度量學(xué)”。該項目推薦單位是安徽省、中國科學(xué)院。據介紹，該項目組系統地發(fā)展了多光子糾纏干涉度量學(xué)，并將之創(chuàng )新性地應用于量子通信、量子計算等多個(gè)研究方向，取得了廣域量子通信和光學(xué)量子信息處理等領(lǐng)域的系統性關(guān)鍵突破;在此基礎上，將量子保密通信技術(shù)帶入現實(shí)應用。

　　自然科學(xué)獎作為國家科學(xué)技術(shù)獎五項獎項之一，為中國自然科學(xué)領(lǐng)域的最高獎，旨在獎勵那些在基礎研究和應用基礎研究領(lǐng)域，闡明自然現象、特征和規律，作出重大科學(xué)貢獻的中國公民。此前，華羅庚、吳文俊、錢(qián)學(xué)森等均獲此殊榮。

　　摩爾定律顯示，半導體晶體管的尺寸開(kāi)始越來(lái)越小，在達到納米級后電子的運動(dòng)規律不再遵循傳統的經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)。與此同時(shí)，芯片的安全性變得越來(lái)越重要，人們開(kāi)始尋求一種在原理上可以無(wú)條件安全的通信模式。量子力學(xué)在解決上述問(wèn)題方面有望發(fā)揮重要作用，這主要顯示在量子通信、量子計算、量子精密測量三個(gè)方面。

　　在量子通信領(lǐng)域，中科院院士、中科大副校長(cháng)潘建偉帶領(lǐng)的團隊希望通過(guò)3~5年的努力，解決基于中繼量子通信的問(wèn)題，初步開(kāi)展星地量子實(shí)驗;通過(guò)10年左右的努力，構建高速率、實(shí)用化的廣域網(wǎng)絡(luò )。

　　基于密鑰分發(fā)本身進(jìn)展緩慢等原因，量子通信還處于實(shí)驗室階段。中科院等團隊于2012年在合肥構建了一個(gè)覆蓋6000平方公里的實(shí)驗網(wǎng)，基本證實(shí)可滿(mǎn)足萬(wàn)用戶(hù)密鑰分發(fā)的安全需求，并構建了基于量子通信的高安全通信保障系統;中科大正在同有關(guān)單位合作，推動(dòng)在金融、國防、信息安全方面的應用，該網(wǎng)絡(luò )將在2016年年底全線(xiàn)開(kāi)通，希望不久的將來(lái)投入運營(yíng)和使用。此外，中科院?jiǎn)?dòng)了“量子科學(xué)實(shí)驗衛星”先導專(zhuān)項，預計衛星明年上半年發(fā)射，用光纖做城域網(wǎng)，用衛星做廣域網(wǎng)，在國際上率先實(shí)現高速星地量子通信。

　　量子計算仍處于早期發(fā)展階段，像經(jīng)典計算機那樣具有通用功能的量子計算機能否最終成功，對整個(gè)科學(xué)界還是個(gè)未知數。潘建偉希望2~3年內實(shí)現20~30個(gè)量子比特的相關(guān)操縱;10年左右實(shí)現50~100個(gè)比特的量子相關(guān)操縱，就可以做一些超級計算機做不了的事情。量子的模擬也許在5~10年就會(huì )有很好的結果出來(lái)。

　　目前看來(lái)，量子精密測量是有望最快實(shí)現經(jīng)濟效益的領(lǐng)域。量子精密測量可廣泛用于時(shí)間、磁場(chǎng)等各種物理學(xué)的測量，量子導航儀如果精度達到10的負12100天后，精度達到米的量級，就可進(jìn)行自主導航。在應用方面，利用量子模擬等技術(shù)，可實(shí)現潛艇的自主導航、飛行器的自主導航等。