量子科技是扎根于量子力學(xué)基礎(chǔ)原理的科學(xué)研究與技術(shù)應(yīng)用范疇。量子力學(xué)作為一門理論，專門用于闡釋微觀世界里粒子的行為規(guī)律，它與經(jīng)典物理學(xué)在本質(zhì)上存在顯著差異。量子科技巧妙借助量子力學(xué)中的一些特殊現(xiàn)象，像量子疊加態(tài)與量子糾纏態(tài)，來達(dá)成超越經(jīng)典技術(shù)所具備的能力。量子科技的核心基石正是量子疊加與量子糾纏。量子疊加指的是微觀粒子能夠同時(shí)處于多種狀態(tài)，并非如經(jīng)典物理學(xué)所描述的僅處于單一狀態(tài)。量子糾纏則是兩個(gè)或多個(gè)粒子之間形成的一種特殊關(guān)聯(lián)，即便它們在空間上相隔甚遠(yuǎn)，也能以近乎瞬時(shí)的效應(yīng)彼此產(chǎn)生影響。

量子科技的應(yīng)用范疇頗為廣泛：量子通信借助量子糾纏的特性，能夠構(gòu)建出更為安全、保密性更強(qiáng)的通信模式。其中，量子密鑰分發(fā)與量子密碼通信是關(guān)鍵應(yīng)用，它們可有效抵御傳統(tǒng)加密手段可能遭遇的破解風(fēng)險(xiǎn)；量子計(jì)算作為一種新興計(jì)算模式，是利用量子疊加與量子糾纏的特性來開展計(jì)算工作。相較于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)具備更強(qiáng)勁的并行計(jì)算實(shí)力，能夠攻克一些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以應(yīng)對的難題，如因子分解以及各類優(yōu)化問題；量子模擬運(yùn)用量子系統(tǒng)來模擬并探究復(fù)雜的物理與化學(xué)現(xiàn)象，像材料的電子結(jié)構(gòu)以及分子間的相互作用等。借助量子模擬技術(shù)，科研人員能夠更深入地理解并設(shè)計(jì)新型材料與藥物；量子傳感基于量子疊加與量子干涉原理，可實(shí)現(xiàn)高靈敏度與高精度的測量任務(wù)。量子傳感器在測量領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，涵蓋精密測距、精準(zhǔn)時(shí)間測量以及地磁場測量等多個(gè)方面；量子安全是依托量子糾纏與量子密碼學(xué)原理來保障信息安全的一種方式。量子密鑰分發(fā)與量子隨機(jī)數(shù)生成技術(shù)可提供更高級(jí)別的加密防護(hù)，有效抵御傳統(tǒng)加密方法在量子計(jì)算攻擊下的脆弱性。

量子科技作為一門依托量子力學(xué)核心原理的前沿科學(xué)體系與技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，正憑借量子疊加與量子糾纏的獨(dú)特屬性，在通信、計(jì)算、模擬、傳感以及安全保障等多個(gè)維度釋放出驚人的發(fā)展?jié)撃堋Ｔ谕ㄐ蓬I(lǐng)域，量子通信憑借其內(nèi)在特性，能夠打造出更為安全可靠、隱私性更強(qiáng)的通信模式；而在計(jì)算領(lǐng)域，量子計(jì)算依托量子疊加與糾纏帶來的并行處理優(yōu)勢，展現(xiàn)出遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計(jì)算的強(qiáng)大算力。在材料與藥物研發(fā)方面，量子模擬技術(shù)為科學(xué)家開辟了新的研究路徑，借助它能夠更精準(zhǔn)地洞察微觀世界中物質(zhì)的相互作用規(guī)律，從而助力新型材料與藥物的研發(fā)設(shè)計(jì)；在測量領(lǐng)域，量子傳感利用量子態(tài)的特殊性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度與高精度的測量突破，為諸多精密測量場景提供了有力支持。此外，量子安全技術(shù)基于量子力學(xué)原理構(gòu)建起堅(jiān)不可摧的加密防線，能夠有效抵御量子計(jì)算等新興技術(shù)對傳統(tǒng)加密體系的潛在威脅。盡管當(dāng)前量子科技尚處于發(fā)展的初級(jí)階段，諸多關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用場景仍在探索與完善之中，但它所展現(xiàn)出的巨大潛力已不容忽視。隨著量子科學(xué)研究的持續(xù)深化以及相關(guān)技術(shù)的不斷迭代升級(jí)，我們有理由相信，量子科技必將在未來的多元化應(yīng)用場景中扮演愈發(fā)關(guān)鍵的角色，為人類社會(huì)的科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)變革注入源源不斷的創(chuàng)新動(dòng)力。對于研究人員和科技企業(yè)來說，投資和探索量子科技是至關(guān)重要的，因?yàn)樗赡軙?huì)引領(lǐng)下一波科技革命，帶來前所未有的創(chuàng)新和改變。然而，我們也必須認(rèn)識(shí)到，盡管量子科技有著巨大的潛力，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨許多技術(shù)和工程上的挑戰(zhàn)。量子計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性和誤差糾正、量子通信的距離限制以及大規(guī)模量子系統(tǒng)的可擴(kuò)展性等問題需要進(jìn)一步解決。因此，推動(dòng)量子科技的發(fā)展需要全球范圍內(nèi)的合作和持續(xù)的研究投入。綜上所述，量子科技作為一門前沿的科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域，具有許多潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。通過利用量子力學(xué)的獨(dú)特特性，量子科技在通信、計(jì)算、模擬、傳感和安全等方面展現(xiàn)出了巨大的潛力。盡管在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，量子科技有望在未來改變我們的生活和社會(huì)。因此，持續(xù)的研究和投資對于推動(dòng)量子科技的發(fā)展至關(guān)重要?！?span id="yyqal6uls" class="keyword">量子”概念起源于20世紀(jì)初，其物理基礎(chǔ)是量子力學(xué)，與描述宏觀物質(zhì)世界運(yùn)動(dòng)規(guī)律的牛頓經(jīng)典力學(xué)相對應(yīng)，量子力學(xué)主要是探究微觀物質(zhì)世界運(yùn)動(dòng)規(guī)律。該理論提出后迅速發(fā)展成為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱之一，對傳統(tǒng)科學(xué)理念產(chǎn)成了巨大沖擊。目前，幾乎所有與物質(zhì)、能量和信息相關(guān)的學(xué)科都依賴于量子力學(xué)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代物理學(xué)的分支和相關(guān)邊緣學(xué)科也無一例外地建立在量子力學(xué)之上。量子技術(shù)是基于量子力學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用，在深刻改變?nèi)祟悓茖W(xué)認(rèn)知的同時(shí)，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。

量子科技主要聚焦于量子通信、量子計(jì)算以及量子精密測量這三大核心發(fā)展方向。在量子通信領(lǐng)域已然站在了國際前沿的引領(lǐng)位置，在量子計(jì)算領(lǐng)域穩(wěn)穩(wěn)躋身國際第一梯隊(duì)，而在量子精密測量領(lǐng)域的部分細(xì)分方向上，也達(dá)到了國際領(lǐng)先或者處于國際先進(jìn)水準(zhǔn)。以量子密鑰分發(fā)技術(shù)為基石的量子通信，是截至目前從原理層面而言唯一能夠?qū)崿F(xiàn)無條件安全，并且具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的通信模式。量子密鑰分發(fā)是指借助量子態(tài)來承載信息，并依據(jù)特定的協(xié)議生成密鑰。依據(jù)量子力學(xué)的基本原理，能夠確保密鑰在傳輸過程中不會(huì)被竊聽或者被破解，進(jìn)而達(dá)成安全可靠的量子保密通信效果。量子通信是最先走向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化的量子技術(shù)。電信已推出全球首個(gè)運(yùn)營商級(jí)量子安全即時(shí)通訊與辦公平臺(tái)量子密信，獲得最高安全級(jí)別的“卓越級(jí)”認(rèn)證，在黨政軍企多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。近年來全球量子計(jì)算的發(fā)展呈現(xiàn)明顯加速態(tài)勢，對基于公鑰密碼體制的信息安全提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，需加快建設(shè)抗量子計(jì)算的新型信息安全基礎(chǔ)設(shè)施。量子通信作為抗量子計(jì)算新型信息安全基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，將充分發(fā)揮基石作用，保障國家安全。量子通信的發(fā)展目標(biāo)是構(gòu)建全球范圍的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)體系。在量子精密測量方面不斷追趕國際先進(jìn)水平，技術(shù)突飛猛進(jìn)，成果斐然。在原子鐘、量子陀螺儀等方面的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)接近國際先進(jìn)水平；在量子雷達(dá)、痕量原子示蹤、弱磁場測量等方面已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，取得了一批國際領(lǐng)先的成果。隨著相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，一批量子精密測量產(chǎn)品已投入應(yīng)用。以國內(nèi)最早從事量子科技產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)國盾量子為例，其推出的冷原子重力儀已完成了國際首次量子絕對重力組網(wǎng)連續(xù)觀測，成為該領(lǐng)域的“現(xiàn)象級(jí)”產(chǎn)品，2024年實(shí)現(xiàn)了9臺(tái)整機(jī)銷售，交付多省防震減災(zāi)單位及科研用戶；單光子成像雷達(dá)、深度制冷自由運(yùn)行單光子探測器、自由運(yùn)行單光子探測器等產(chǎn)品也已面向市場進(jìn)行銷售。隨著研究水平的不斷提升和核心競爭力的進(jìn)一步增強(qiáng)，量子精密測量領(lǐng)域?qū)⒃诳茖W(xué)研究、經(jīng)濟(jì)生活和國家安全等重大戰(zhàn)略需求中發(fā)揮重要作用。量子科技正憑借其具有變革意義的創(chuàng)新力量，對全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局進(jìn)行深度重塑。從超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)不斷取得迭代式的重大突破，到星地量子通信實(shí)現(xiàn)萬公里級(jí)別的跨越式發(fā)展，人類已然步入一個(gè)能夠主動(dòng)操控量子態(tài)的全新時(shí)代。歷經(jīng)多年有條不紊、富有前瞻性的戰(zhàn)略布局，在量子科技領(lǐng)域收獲了一系列具有重大開創(chuàng)性的科研成果，科技實(shí)力與產(chǎn)業(yè)水準(zhǔn)在全球范圍內(nèi)整體處于頂尖行列。當(dāng)下，全球量子科技創(chuàng)新正從數(shù)量的逐步累積階段，邁向質(zhì)量上的重大飛躍階段。為了在這場新一輪科技革命中占據(jù)主動(dòng)，需進(jìn)一步強(qiáng)化戰(zhàn)略規(guī)劃與系統(tǒng)部署，搶占量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“制高點(diǎn)”。自21世紀(jì)以來，量子科技發(fā)展勢頭迅猛，引發(fā)了世界各國的廣泛關(guān)注，已然成為大國之間綜合國力競爭的關(guān)鍵戰(zhàn)略領(lǐng)域。量子科技的發(fā)展歷程實(shí)現(xiàn)了從落后追趕、齊頭并進(jìn)到部分領(lǐng)域領(lǐng)跑的具有里程碑意義的跨越。在量子通信方面，穩(wěn)居全球領(lǐng)先地位；在量子計(jì)算領(lǐng)域，成功躋身世界第一梯隊(duì)；在量子精密測量的多個(gè)細(xì)分方向上，也達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。隨著各類創(chuàng)新資源持續(xù)匯聚，量子科技正加速從實(shí)驗(yàn)室研究階段邁向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用階段。

量子通信為信息安全構(gòu)筑起堅(jiān)固屏障。在現(xiàn)有的通信技術(shù)范疇內(nèi)，量子通信是唯一能夠達(dá)成“基于信息論可嚴(yán)格證明”安全的通信手段。當(dāng)下，量子通信技術(shù)正沿著實(shí)用化與產(chǎn)業(yè)化的路徑穩(wěn)步邁進(jìn)。中國電信推出了全球首個(gè)運(yùn)營商級(jí)別的量子安全平“量子密信”，它率先將量子密鑰分發(fā)技術(shù)與后量子密碼技術(shù)相融合，構(gòu)建起一套分布式密碼系統(tǒng)，進(jìn)而打造出縱橫交織、覆蓋廣泛的量子密碼基礎(chǔ)設(shè)施，為后量子時(shí)代的信息安全構(gòu)筑起“雙重防護(hù)網(wǎng)”。目前，依托“墨子號(hào)”衛(wèi)星以及國家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)，成功搭建起具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、天地一體化的量子通信網(wǎng)絡(luò)雛形。該網(wǎng)絡(luò)已在金融、政務(wù)等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，成為數(shù)字時(shí)代保障國家信息安全的核心支撐。此外，量子精密測量技術(shù)為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。該技術(shù)能夠突破眾多行業(yè)在關(guān)鍵參數(shù)測量上的精度與靈敏度瓶頸，進(jìn)而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的全面革新。近年來，量子精密測量技術(shù)應(yīng)用的廣度和深度不斷拓展。冷原子重力儀完成國際首次量子絕對重力組網(wǎng)觀測，為防震減災(zāi)提供預(yù)警新工具；量子電流互感器、量子一體式直流電能表等設(shè)備接受實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn)，提升電網(wǎng)各環(huán)節(jié)測量精度；光量子雷達(dá)推動(dòng)大氣污染治理從“人防”轉(zhuǎn)向“技防”；無液氦心腦磁圖儀開辟心腦血管疾病診斷新方法。隨著全球計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)全面量子化，量子精密測量技術(shù)正成為推動(dòng)高端制造、能源電力、生態(tài)環(huán)保、醫(yī)療健康等領(lǐng)域變革的重要引擎。量子科技和產(chǎn)業(yè)正處于“由大轉(zhuǎn)強(qiáng)、積厚成勢”的關(guān)鍵階段。面對未來愈發(fā)激烈的國際競爭，量子科技在人才資金供給、產(chǎn)業(yè)鏈安全保障和企業(yè)創(chuàng)新主體地位強(qiáng)化等方面仍面臨一系列挑戰(zhàn)，突出表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。人才資金供需矛盾突出。一方面，量子人才供給能力與行業(yè)需求脫節(jié)。量子專業(yè)人才主要來自物理學(xué)專業(yè)，超半數(shù)具有研究生學(xué)歷。未來量子科技走向工程化應(yīng)用，在跨學(xué)科交叉人才和從事應(yīng)用開發(fā)、工程建設(shè)和科技服務(wù)等工作的復(fù)合型人才方面仍有數(shù)千人的人才缺口。另一方面，量子領(lǐng)域社會(huì)資本投入不足。未來量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍需大量社會(huì)資金支持。產(chǎn)業(yè)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)防范不足。量子科技的特點(diǎn)之一是其發(fā)展十分依賴尖端的科研基礎(chǔ)條件。但在核心材料、高端儀器設(shè)備等方面尚未完全實(shí)現(xiàn)自主可控。展望未來，量子產(chǎn)業(yè)鏈各細(xì)分領(lǐng)域的市場需求將呈爆發(fā)式增長態(tài)勢，市場競爭的激烈程度也會(huì)與日俱增。倘若核心材料、關(guān)鍵儀器以及高端設(shè)備在供應(yīng)上受制于外部因素，那么量子科技與產(chǎn)業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。企業(yè)在創(chuàng)新體系中的主體地位亟待強(qiáng)化。目前，在量子領(lǐng)域尚未涌現(xiàn)出具有強(qiáng)大引領(lǐng)作用的領(lǐng)軍企業(yè)，部分初創(chuàng)企業(yè)在核心技術(shù)儲(chǔ)備、工程化能力塑造以及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作等方面仍存在明顯短板，亟待進(jìn)一步夯實(shí)發(fā)展根基。量子企業(yè)之間的“各自為戰(zhàn)”現(xiàn)象較為突出，對行業(yè)共性技術(shù)的關(guān)注與研究投入相對不足，缺乏諸如共建國家技術(shù)創(chuàng)新中心或組建技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟等高層次、深度的合作模式，協(xié)同創(chuàng)新的能力和成效均有待提升。

在應(yīng)對量子科技領(lǐng)域所面臨的諸多挑戰(zhàn)時(shí)，需充分發(fā)揮超大規(guī)模市場的獨(dú)特優(yōu)勢以及集中力量攻克重大難題的制度優(yōu)勢，并將其與市場在資源配置過程中所發(fā)揮的決定性作用緊密融合，從而為量子科技創(chuàng)新以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供源源不斷的強(qiáng)勁動(dòng)力。要積極推進(jìn)重大工程的實(shí)施，進(jìn)一步強(qiáng)化協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。以國家戰(zhàn)略科技力量作為核心驅(qū)動(dòng)力，匯聚全國范圍內(nèi)的創(chuàng)新要素與優(yōu)勢資源，著重對通用量子計(jì)算機(jī)、天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)這類投資規(guī)模達(dá)百億量級(jí)的重大工程進(jìn)行戰(zhàn)略布局。大力支持以領(lǐng)軍企業(yè)為核心來組建創(chuàng)新聯(lián)合體，鼓勵(lì)其主動(dòng)承擔(dān)或深度參與國家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目。借助重大工程這一關(guān)鍵紐帶，切實(shí)加強(qiáng)各參與主體、各科研團(tuán)隊(duì)之間的有機(jī)銜接與高效協(xié)同合作。同時(shí)，要筑牢量子科技發(fā)展的根基，確保關(guān)鍵要素實(shí)現(xiàn)自主供給。鼓勵(lì)具備條件的高校積極成立量子科技學(xué)院，持續(xù)完善高校在量子信息學(xué)科方面的建設(shè)體系，面向量子科技的實(shí)際應(yīng)用場景，增設(shè)一系列跨學(xué)科交叉課程。以重大任務(wù)為載體，在科研一線培養(yǎng)量子科技人才，通過“干中學(xué)”的方式促進(jìn)供給與需求的緊密對接。瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)需求，支持高校和企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行“訂單式”人才培養(yǎng)。設(shè)立國家級(jí)量子產(chǎn)業(yè)基金，撬動(dòng)社會(huì)資本。拓寬資金來源，通過稅收優(yōu)惠、容錯(cuò)機(jī)制等方式提升風(fēng)險(xiǎn)容忍度。為符合條件的量子企業(yè)開辟股權(quán)和債權(quán)融資“綠色通道”。鼓勵(lì)保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)立量子科技專項(xiàng)保險(xiǎn)。構(gòu)建創(chuàng)新生態(tài)，培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展沃土。建設(shè)量子科技創(chuàng)新中心、檢驗(yàn)檢測中心、中試驗(yàn)證平臺(tái)，暢通量子科技產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用道路。探索數(shù)據(jù)中心、算力中心、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字新基建與量子技術(shù)的異構(gòu)融合發(fā)展。加強(qiáng)量子科技科普宣傳，整治量子科技相關(guān)領(lǐng)域虛假新聞和不實(shí)報(bào)道，提升社會(huì)對量子科技認(rèn)識(shí)的客觀性、準(zhǔn)確性和包容性。建設(shè)量子科技開源社區(qū)，給予必要經(jīng)費(fèi)支持，鼓勵(lì)跨行業(yè)、跨學(xué)科的科研人員、工程技術(shù)人員、學(xué)生等自由交流，挖掘量子科技潛在應(yīng)用價(jià)值。強(qiáng)化應(yīng)用示范，推動(dòng)科技和產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新。在電信、金融、國防、醫(yī)療、能源、物流、生態(tài)環(huán)保和資源勘探等量子科技率先展現(xiàn)應(yīng)用價(jià)值的重要領(lǐng)域，著重發(fā)揮央國企技術(shù)實(shí)力強(qiáng)、應(yīng)用場景廣、需求規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)配套全的優(yōu)勢，使其承擔(dān)產(chǎn)業(yè)鏈鏈長職責(zé)。借助央國企的雄厚實(shí)力與資源優(yōu)勢，著力打造量子科技應(yīng)用領(lǐng)域的示范性標(biāo)桿案例，以此拉動(dòng)量子技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及相關(guān)產(chǎn)品的有效供給。通過這些舉措，不斷提升在量子領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定能力、品牌塑造能力以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建能力，推動(dòng)量子產(chǎn)品朝著實(shí)用化、小型化、高性價(jià)比的方向持續(xù)迭代升級(jí)，進(jìn)而為產(chǎn)業(yè)鏈的循環(huán)暢通提供有力支撐，帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。量子科技作為關(guān)乎國家安全以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域，其具體應(yīng)用場景廣泛，涵蓋量子通信、量子計(jì)算、量子精密測量等多個(gè)重要方向。當(dāng)前，量子科技已步入深化發(fā)展、加速突破的關(guān)鍵新階段，這一階段迫切要求多學(xué)科領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深度交叉融合，同時(shí)推動(dòng)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性集成創(chuàng)新。在量子科技領(lǐng)域整合科技資源、集中力量突破，已在世界范圍內(nèi)形成廣泛共識(shí)。量子信息技術(shù)正在引領(lǐng)一場新的科技革命，將深遠(yuǎn)地影響人類社會(huì)。放眼更久遠(yuǎn)的未來，量子科技發(fā)展所取得的突破或許將幫助人類實(shí)現(xiàn)如今難以企及的夢想。從這個(gè)意義上說，量子科技正是帶領(lǐng)我們“飛向未來的船與帆”。量子力學(xué)給人類帶來了許多技術(shù)革新，核能、晶體管、激光、核磁共振、高溫超導(dǎo)材料、巨磁阻效應(yīng)等發(fā)現(xiàn)和發(fā)明都和它有關(guān)?？梢哉f，量子力學(xué)是現(xiàn)代信息技術(shù)的硬件基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)則是軟件基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)和物理結(jié)合在一起，奠定了整個(gè)現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)。實(shí)際上，只需留意我們?nèi)粘ｎl繁使用的手機(jī)，便能發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含著諸多與量子力學(xué)緊密相關(guān)的基礎(chǔ)科研成果?；厮輾v史，在加速器產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)于全球范圍內(nèi)傳輸交流的過程中，互聯(lián)網(wǎng)這一具有劃時(shí)代意義的產(chǎn)物應(yīng)運(yùn)而生；而為了對相對論進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)驗(yàn)證，科研人員借助量子力學(xué)的原理，成功制造出精度極高的原子鐘。在原子鐘的精準(zhǔn)助力下，全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)得以順利構(gòu)建并穩(wěn)定運(yùn)行?？梢哉f，第一次量子革命宛如強(qiáng)勁的引擎，直接推動(dòng)了現(xiàn)代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

量子信息技術(shù)主要聚焦于兩大核心領(lǐng)域：其一為量子通信，它能夠達(dá)成一種在原理層面具備無條件安全特性的通信模式；其二為量子計(jì)算，可賦予計(jì)算系統(tǒng)超乎尋常的快速運(yùn)算能力。量子密鑰分發(fā)是量子通信的一個(gè)重要應(yīng)用方向。其原理并不復(fù)雜，依據(jù)量子不可克隆定理，單光子無法被分割成更小的單元?；诖颂?span id="yyqal6uls" class="keyword">性，當(dāng)人們采用單個(gè)光子來傳輸密鑰時(shí)，即便存在竊聽行為，這種竊聽也必然會(huì)被察覺。一旦檢測到密鑰傳輸存在被竊聽的風(fēng)險(xiǎn)，我們便舍棄這些存在安全隱患的密鑰，僅保留那些確定安全的密鑰。再結(jié)合“一次一密”的加密策略，所加密的內(nèi)容便無法被破解，這是基于物理學(xué)原理所實(shí)現(xiàn)的無條件安全保障。利用量子糾纏可以把量子態(tài)從一個(gè)物體傳送到另一個(gè)物體上，但原來的信息載體不用傳送過去。比如說，我們在上海有一個(gè)微觀體系，它由成千上萬個(gè)原子組成。如果上海和北京之間有很多對糾纏原子，就可以把上海的體系和在上海的糾纏原子做一個(gè)聯(lián)合測量，再把測量結(jié)果通過無線電臺(tái)發(fā)送到北京，北京只需對手中的原子進(jìn)行操作，就可以把上海的體系重新給制備出來。這就相當(dāng)于在上海的體系被傳送到了北京一樣，但我們并沒有把在上海的任何一個(gè)實(shí)體原子送到北京。這本質(zhì)上是一個(gè)量子態(tài)傳輸?shù)慕Y(jié)果，幾十、幾百個(gè)原子的狀態(tài)，只要操作得足夠快，就可以在網(wǎng)絡(luò)里傳來傳去，這樣一種操作便構(gòu)成了量子計(jì)算機(jī)的基本單元：量子信息在網(wǎng)絡(luò)里可以走來走去之后，就可利用量子疊加來進(jìn)行量子信息的處理，這就是量子計(jì)算機(jī)。利用這種特質(zhì)，可以設(shè)計(jì)一些相關(guān)的算法，實(shí)現(xiàn)快速分解大數(shù)、快速求解線性方程組等，如果制造出來，就可應(yīng)用于破解經(jīng)典密碼以及人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域。量子保密通信朝著“絕對安全”的信息傳輸目標(biāo)正穩(wěn)步靠近。量子通信的發(fā)展愿景，是在更為廣闊的地域范圍內(nèi)達(dá)成安全無虞的信息傳遞。其發(fā)展路徑規(guī)劃清晰：借助光纖技術(shù)構(gòu)建起城域范圍內(nèi)的量子通信網(wǎng)絡(luò)；依靠中繼手段實(shí)現(xiàn)城際之間的量子網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；憑借衛(wèi)星中轉(zhuǎn)的方式達(dá)成遠(yuǎn)距離的量子通信覆蓋。

展望未來，在量子通信領(lǐng)域，我們懷揣著這樣的愿景：于外太空構(gòu)建一個(gè)具備極高精度的光鐘，其穩(wěn)定度有望達(dá)到10萬億年時(shí)間內(nèi)的誤差不超過1秒，當(dāng)它與廣域量子通信技術(shù)深度融合，將為引力波探測開辟一條全新的路徑。此外，我們也滿心期待，未來能夠在地球與月球之間的拉格朗日點(diǎn)部署一個(gè)搭載量子糾纏光源的裝置。倘若未來還能在月球表面設(shè)置一個(gè)基站，那么便能在地球與月球之間開展一場意義非凡的實(shí)驗(yàn)，對光秒量級(jí)距離下、有觀測者參與其中的量子力學(xué)非定域性進(jìn)行檢驗(yàn)。

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