量子理論的應(yīng)用技術(shù)有哪些

結(jié)合量子理論的應(yīng)用技術(shù)

微型電腦的芯片上有一個東西，這個東西小到要用顯微鏡才能看見，卻擁有電腦的計算能力，而且可以通過光和聲音移動，這就是量子技術(shù)。量子技術(shù)領(lǐng)域目前存在量子通信和量子計算兩個極具發(fā)展前景的子領(lǐng)域。

量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子通信主要基于量子糾纏態(tài)的理論，使用量子隱形傳態(tài)(傳輸)的方式實(shí)現(xiàn)信息傳遞。根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，具有糾纏態(tài)的兩個粒子無論相距多遠(yuǎn)，只要一個發(fā)生變化，另外一個也會瞬間發(fā)生變化，利用這個特性便可實(shí)現(xiàn)光量子通信。

量子計算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計算的新型計算模式。量子力學(xué)態(tài)疊加原理使得量子信息單元的狀態(tài)可以處于多種可能性的疊加狀態(tài)，從而導(dǎo)致量子信息處理從效率上相比于經(jīng)典信息處理具有更大潛力。普通計算機(jī)中的2位寄存器在某一時間僅能存儲4個二進(jìn)制數(shù)，而量子計算機(jī)中的2位量子位寄存器可同時存儲這四種狀態(tài)的疊加狀態(tài)。隨著量子比特數(shù)目的增加，對于n個量子比特而言，量子信息可以處于2種可能狀態(tài)的疊加，配合量子力學(xué)演化的并行性，可以展現(xiàn)比傳統(tǒng)計算機(jī)更快的處理速度。

市場初步成熟，應(yīng)用前景廣闊

目前量子通信領(lǐng)域理論和實(shí)現(xiàn)方法已取得突破性進(jìn)展，我國在理論和實(shí)踐上均走在世界前列。我國政府和相關(guān)管理部門對發(fā)展自主量子科學(xué)技術(shù)十分重視，為量子通信技術(shù)基礎(chǔ)和工程化研究提供了有力的政策和財力支持。以上為我們加快實(shí)用化量子通信技術(shù)研究，占領(lǐng)信息技術(shù)前沿領(lǐng)域制高點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)通信裝備的跨越發(fā)展提供了千載難逢的歷史機(jī)遇。

短期來看，國內(nèi)量子通信市場規(guī)模在100-130億元左右;長期來看，市場規(guī)模將超過千億，前景十分廣闊。目前，量子通信運(yùn)用較為成熟的領(lǐng)域?yàn)榻鹑凇馈⒄?wù)。在金融領(lǐng)域，工行于2015年2月成功應(yīng)用量子通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了北京分行電子檔案信息在同城間的加密傳輸，成為量子通信在國內(nèi)銀行業(yè)首次成功應(yīng)用的標(biāo)志。預(yù)計到2020年，國內(nèi)量子通信市場規(guī)模達(dá)到210億元。

通信方式絕對安全，計算能力指數(shù)型提升

量子通信具有傳統(tǒng)通信方式所不具備的絕對安全特性，不但在國家安全、金融等信息安全領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用價值和前景，而且逐漸走進(jìn)人們的日常生活。未來，有望建立廣域嚴(yán)格安全通信專網(wǎng)，在廣域通信密鑰生成與分發(fā)系統(tǒng)的支撐下，在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)，任意兩用戶之間可以實(shí)現(xiàn)量子密鑰逐比特加密通信，從而構(gòu)成具有嚴(yán)格安全性能的廣域通信網(wǎng)絡(luò)。

量子計算將使當(dāng)前計算能力實(shí)現(xiàn)指數(shù)級的提升，量子位數(shù)越多，功能越強(qiáng)大。“RSA”是目前最有影響力的公鑰加密算法，它能夠抵抗到目前為止已知的絕大多數(shù)密碼攻擊。對于密級較高的1024位二進(jìn)制RSA密碼，用當(dāng)前最強(qiáng)大的計算機(jī)進(jìn)行解除，需要300萬年的時間，如果未來能研發(fā)出1024量子比特的量子計算機(jī)，則只需幾天的時間就可以解除。