【听讲座】陆朝阳:找到量子科技的“七龙珠”
日期: 2019-11-21 作者: 供稿单位: 宣传部

“只要找到七颗龙珠,就有办法召唤神龙!”1118日上午,20幢一楼报告厅的荧幕上播放起了动画《七龙珠》的经典片段。伴随着荧幕的闪动,中国科技大学物理学教授陆朝阳正式开讲量子信息技术。

  

“我们看到,孙悟空只要找到七颗龙珠,就可以召唤出神龙,实现他的任何梦想,那我们怎样找到量子信息技术的“龙珠”,实现我们的科研梦想呢?”陆朝阳带领同学们开始了寻宝之旅。

 

“有了量子通信,同学们就不用担心银行卡被盗了。”陆朝阳从现实出发,向同学们解释了量子通信技术。由于微观颗粒十分敏感,任何观测、监听都会不可避免地改变量子本身的状态。量子的这一特性,决定了通过量子通信传输的信息无法被被窃听和破解,也从原理上确保了量子通信传输身份认证、传输加密以及数字签名等内容的无条件安全,从根本上解决信息安全问题。

 

      2016年,我国发射了世界首颗量子通信卫星——“墨子号”。当谈到量子通信为什么要走上太空?陆朝阳解释说,量子信号如果依赖无线电或者光纤传播,会因产生损耗而逐渐减弱,但太空的真空条件就解决了量子信号传播时遇到的损耗问题。

 

      据陆朝阳介绍,目前,人类现有的量子通信技术是比较成熟的,它只需要控制一个量子比特,而量子计算则需要控制几百万甚至几千万个量子比特,操作精度要达到99%以上,这些技术对人类来说都是巨大的挑战。

 

 讲到量子计算,屏幕上出现了“保龄球游戏”的动画——一人在放置了三块挡板的保龄球球道上抛球,不同于经典世界里保龄球的运动轨迹,“量子保龄球”施展了“分身术”,它在同一时间从两条不同的路径条绕过了挡板。

 

 动画为同学们介绍了量子计算的基础:量子叠加,即一个量子可以同时存在多种状态。这个性质使量子计算在理论上具有超强信息携带和并行处理能力,这是经典计算无法比拟的。陆朝阳举例说,如果有2个量子比特,就可以实现22重并行运算,如果有50个量子比特,就可以同时进行250重运算。这是一个极大的数字,如果将250张纸叠放在一起,其厚度将超过太阳到地球的距离。

 

       该技术未来将成为科技加速演进的“催化剂”。陆朝阳说:“它将对物理化学等基础科学研究、新型材料与医药研发、信息安全与国防官方幸运飞艇app、资源勘探与人工智能等众多领域产生重大影响。”

 

       目前,谷歌在量子计算领域领先世界,率先进入了“量子霸权”阶段,2019年,谷歌又在该领域投入了十亿美元。陆朝阳说,我国量子研究的近期目标是在一两年之内赶上谷歌。

 

       陆朝阳还谈到了一个有趣的问题:“同学们想体验电影里的瞬间移动吗?量子纠缠可以让你从浙师大瞬间移动到世界的任何地方。”陆朝阳表示2015年,人类已经实现了一个光子多种自由度的信息传输,但目前,人类的技术还无法传输一个分子,甚至一个病毒,所以实现人的瞬间移动还有很长的路要走。

 

       从1609年英国人托马斯·哈里亚特画出月球图,到1969年美国人阿姆斯特朗踏上月球,人类花了360年才实现了登月梦想。陆朝阳说:“与量子相关的有些构想,虽然我们当下实现不了,但是很难预计它未来会怎样,我相信我们会找到量子科技的‘龙珠’,实现我们的量子梦想!”


编辑:钱浩楠


最新消息
点击排行
返回原图
/

分享到QQ空间新浪微博人人网腾讯微博网易微博0