日媒文章：中美正引领世界量子革命

原标题：日媒文章：中美正引领世界量子革命 来源：参考消息网

参考消息网9月23日报道 《日本经济新闻》9月19日发表题为《美中主导量子革命》的文章称，全球围绕以量子计算机为代表的量子技术的霸权争夺战愈发激烈。在彰显国家基础科研实力的论文数量方面，中国力压美国拔得头筹。文章内容摘编如下：

继以半导体技术为支撑的数字社会后，量子技术带动21世纪创新的可能性正在增强。新时代的势力版图也将对产业竞争力和安全保障产生影响。

在新冠疫情肆虐的背景下，美中为早日将这一技术投入实用展开了激烈的竞争。

在量子计算机方面先行一步的美国2014年到2018年共发表该领域研究论文1948篇，高居全球第一，排名第二的中国也有1495篇。而日本Astamuse公司的统计显示，2001到2008年间，在被视为应用研发能力评估指标的专利申请数量方面，美国1852件，中国1354件。

另一方面，中国在与安全保障相关的量子密码相关领域占据优势。在论文数量上，中国发表了2169篇，约为美国的两倍。中国正在利用人造卫星和北京-上海之间的通信网络，加快引入防止信息泄露的技术。包括涉及传感器在内的总体论文数量中国也是排在第一位。

焦虑情绪不断上升的美国白宫在今年8月宣布，将投入超过6亿美元用于美国能源部下的五个研究中心的建设。白宫方面强调说，这是为确保美国在未来产业方面握有主导权而采取的强有力的行动。量子技术咨询委员会的成员中不乏谷歌和IBM等科技巨头的专家高管，白宫正在通过与民间的合作扩大投资规模。

各国之所以投入巨大人力财力，主要是因为量子技术被认为将对产业竞争力和安全保障产生影响。相比改变了20世纪的半导体和激光技术，量子革命还处于现在进行时。2019年，谷歌宣布其研发的量子计算机的运算速度比超级计算机快15亿倍。

强大的计算能力将为材料、药品、金融商品的研发和人工智能的利用开辟道路。据美国波士顿咨询公司的预测，在投入实际使用后，量子计算机在全球产生的经济效益最高可达8500亿美元。

以真空管构成的早期计算机经由晶体管的出现和半导体的发展构建起了数字社会。如果遵循同样的方向发展，那么最早掌握量子技术的国家则会率先踏入另一个次元的世界。

资料图片：9月14日，在郑州国家高新区网络安全科技馆，观众在参观量子学习空间。（冯大鹏 摄）

【延伸阅读】外媒关注：中国量子通信取得重大进展

参考消息网6月17日报道 外媒称，中国15日通过一个具有重大地缘战略意义的里程碑事件展现其科技实力：打破量子通信距离的纪录。

据西班牙《国家报》网站6月15日报道，中国一个科学家团队15日宣布，首次使用量子技术实现加密信息的同时传输。加密信息从太空卫星发出，抵达相距1120公里的两个地面望远镜，这个距离大约是迄今已实现距离的近10倍。

报道称，量子现象产生于微观层面，但可以对现实世界产生重大影响。处于纠缠状态的两个粒子无论相隔多远，只要测量了其中一个粒子的状态，另一个粒子的状态也会相应确定。若有人试图在传输过程中观测粒子，则粒子的状态就会改变，纠缠状态也会破坏。这项属性使得创建一个理论上不可能被破坏或入侵的量子通信系统成为可能，因为窥探者单单进行观测就会破坏信息。

中国科学家15日在英国《自然》周刊网站上发表一篇论文，详细阐释了利用纠缠状态的光子来传输密钥的过程。光子从在距离地球500公里的轨道上运行的“墨子号”卫星发出，抵达相距1120公里的新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站。

报道指出，1比特的信息使用两个处于纠缠状态的光子来加密。中国科学家这次展示了372比特密钥的安全传输。密钥可用于解锁通过任何渠道传输的加密信息，包括互联网和电话。

报道注意到，中国科学家在研究中使用不同类别的攻击来测试系统，结果显示系统安全。这种传输方式的速度和效率大约是地面光纤的上亿倍。研究负责人指出，这项工作为创建全球量子通信网奠定了基础。

西班牙国家研究委员会量子通信专家何塞·加西亚-里波利说：“没有人在如此远的距离完成过这项工作。中国科学家在技术层面上取得了独一无二的成就。中国正处于这个领域的前列。”

另据美国《纽约时报》网站6月15日报道，15日，一个科学家团队在《自然》周刊上声称，在一颗卫星与两个大约相距1120公里的地面站之间，成功试验传输了一个用于对信息进行加密和解密的密钥。

报道称，这些中国作者于2017年首次报告在卫星传输中利用量子纠缠取得成功。现在他们表明，他们已提高其效率、降低其错误率，从而足以利用量子纠缠来进行密钥的分发。

曾在美国橡树岭国家实验室任职的科学家邓肯·厄尔说，中国的进步似乎意义重大。厄尔现在是位于加利福尼亚州维斯塔的量子计算技术公司的总裁兼首席技术官。

负责中国量子卫星研究工作的科学家潘建伟是上述发表在《自然》周刊论文的资深作者。

2016年8月，中国在戈壁滩上发射了世界上首颗用于试验光粒子量子信息传输的卫星。这颗卫星被称为“墨子号”，以纪念公元前5世纪的一位中国哲学家。卫星发射激光束，为两台相距1120公里的望远镜分发量子信号，这两台望远镜分别建在德令哈和南山地面站。

接着，2017年6月，潘博士及其33名中国同事在美国《科学》周刊上称，传输取得了成功。他们说，其信号效率“比两个光子通过通信光纤双向传输（这一标准方式）高了若干数量级”。

在新论文中，潘博士的团队称，他们升级了望远镜和光学设备，精细跟踪了该系统相隔遥远的各部分的目标，从而提高了通信连接的效率。

作者们写道，实验结果表明，密钥传输的实际安全性提高到了“前所未有的水平”。

量子计算技术公司的厄尔博士说，云雨等环境因素此前曾大大削弱中国在地球与太空间的传输。他在提到新披露的研究成果时说：“这是进步，是向前迈出的重要一步。”

厄尔博士说，总的来说，北京似乎在解开量子谜团以及在太空中实际应用量子技术这场竞赛中远远领先于华盛顿。

2016年11月26日拍摄的“墨子号”量子科学实验卫星与兴隆量子通信地面站建立天地链路（金立旺 摄）

（2020-06-17 10:20:03）

【延伸阅读】港媒：从“量子”到“区块链”，中国商家盯上时髦科技词汇

参考消息网1月15日报道 香港《南华早报》网站1月14日刊载题为《为何中国国内在卖“量子内衣”》的报道称，这是美国女演员格威妮丝·帕尔特罗创建的“古普”生活方式品牌大行其道，以及互联网上充斥不明智健康潮流的时代。在这样一个时代，中国出现的一个趋势是，把赌注押在尖端技术量子计算上。至少相关人士声称是这样。

报道称，中国的网店里目前充斥着各种自称具备量子技术优点的商品，但这些商品与技术几乎毫无关联。你可以买到融入了量子技术的袜子、量子内衣或一些量子酒精饮料。

你可能已经想到了，专家说这些大多是胡扯。

报道介绍，这些形形色色的网上产品似乎在兜售伪量子技术。量子技术指基于量子力学原理的实验性技术，比如量子计算。这里的关键词是“实验性”。尽管美国谷歌公司去年声称实现了“量子霸权”，即达到了量子计算机能够解决传统计算机无法解决的问题这一节点，但科学家们仍在苦苦研制能在现实中使用的量子计算机。

在一篇报道中，上海交通大学物理与天文学院特别研究员金贤敏说：“在实验室中尚未能够实现的，怎么就在市场上大行其道？”对他而言，推理过程很简单：如果量子袜没用到量子力学的基本原理——叠加性——它们就不是量子产品。

但是，这并未阻止卖家投身使用这一科技时髦用语的潮流。这种趋势在去年10月显现出来，当时人们发现北京一家教育培训中心开设了“量子波动速读”课程。该机构声称能教孩子在5分钟内阅读10万汉字。

报道称，现在，中国的网店为量子打底裤打广告，据称这些打底裤能解决腰部松弛问题，还能使短粗的腿变瘦长以及保暖。有些网店还出售据称配备量子芯片的文胸和内衣，以及可贴在智能手机上的量子能量贴。卖家称，这种量子能量贴可以对付来自手机的辐射。这些产品有一部分已悄然进入包括亚马逊在内的国际电商平台。

另有一些公司声称正在研制号称对身体有含糊益处的“量子酒”。还有据称可降低汽车燃油消耗量的量子节油卡。

报道称，量子技术对这些产品有何助益？你将不得不动用自己的想象力，因为相关产品的说明没有多大帮助。

如此多公司目前力推一切“量子”产品的原因可能是，量子计算已成为中国科学界的一个重要话题。

但是，这并非科技时髦用语首次进入一个模糊不清的领域。最引人注目的例子是区块链技术热。尽管把区块链这一名词强加到任何东西上的冲动已有所消退，但学术界仍在发展区块链技术。

资料图片。新华社发

（2020-01-15 13:54:10）

【延伸阅读】港媒：中国科学家将人工智能和量子计算结合 极大提高处理速度

参考消息网11月22日报道 港媒称，中国量子研究团队的一项最新研究表明，人工智能将极大提高处理速度，彻底改变量子研究，并最终可能为研发比现有技术快10亿倍、甚至1万亿倍的超级计算机铺平道路。

据香港《南华早报》网站11月21日报道，根据中国科学家的一项新研究——中国建立了世界上一些最大的量子研究设施——机器学习技术可以大幅减轻计算存在于亚原子量子届的粒子间奇特联系性质的耗时任务。

根据本月发表在美国《物理评论快报》周刊上的一篇论文，现在中国的一个研究团队证实，机器学习技术能够以前所未有的速度和准确性评估粒子之间的联系。

研究人员认为，这一点很重要，因为粒子之间的不同联系使它们适合不同的任务。除了量子纠缠之外，粒子还可以通过量子导引（这种矛盾现象以“薛定谔的猫”最为人熟知）或贝尔非定域性（该概念称在某些情况下粒子的性质可以通过对其测量而改变）发生联系。

大多数量子设备——从用于超安全通信的密钥分配网络、超快量子计算机到用于隐形飞机探测的量子雷达系统——仍然极其不适用，因为现在确立粒子之间联系的性质需要大量处理时间。

中国科学技术大学（中科大）该研究首席科学家李传峰教授说：“它的工作原理就像分离矿物。”中国科学技术大学位于安徽合肥。

李传峰说：“人工智能告诉我们一种矿石是否含有金、铁或铜，因此我们可以利用它们来达到不同的目的。这在以前是不可能的。”

到目前为止，量子研究人员一直需要测量完整一套物理性质来确定粒子之间联系的类型。这是一项艰巨而耗时的工作，当粒子数量增加时，工作量就会成倍增加。

这种方法将大大增加量子信息处理的资源供给。

几十年来，中科大的研究人员一直在进行量子实验，并积累了大量数据。李传峰的团队建立了一套数据集，包含400多对通过不同类型的连接精心挑选出来的粒子，连接类型包括量子纠缠、量子导引和贝尔非定域性。

然后，科学家利用这些数据集，用深度学习算法训练计算机，以测量粒子的物理性质。人工智能现在可以达到90%以上的精确度，所需时间已经被大幅缩短，过去花一个小时的计算可以在不到一秒钟内完成。

机器也不需要关于每个粒子的全部信息来进行评估。研究报告称，研究人员只需将两种物理性质的细节输入机器，机器就能填补空白并对结果做出正确的估计。

李传峰说：“这种方法将大大增加量子信息处理的资源供应。”

重庆绿色智能技术研究院副研究员、论文作者之一的任昌亮说，这一突破并不意味着人工智能对量子物理学的掌握比人脑更好。

他说：“我们标注数据，教给机器，给它纠错。人工智能遵循人类的指导。它不是比我们聪明。”

报道指出，人工智能相对于传统方法的另一个明显优势是，它可以更有效地处理多维问题——而且量子物理学有许多维度。

任昌亮说：“两个世界似乎有很好的匹配。”

据科研人员说，这并不是他们研究的结束。该团队现在计划继续用更大的数据集训练这台机器，并且还在开发专门针对量子计算机的新型人工智能技术，据预测，量子计算机的运算速度是目前最强大的超级计算机的1万亿倍。

一些研究人员说，人工智能和量子计算的结合可能最终导致智能水平与人类智能水平相当甚至高于人类智能水平的机器。（编译/胡溦）

（2019-11-22 06:33:01）