近年來，從高層設(shè)計(jì)、戰(zhàn)略投資到人才培養(yǎng)，世界上許多國(guó)家都在繼續(xù)投資于量子科技領(lǐng)域。那么，量子技術(shù)是什么？在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用前景如何？各國(guó)和科技企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)如何？

量子科學(xué)和技術(shù)的解釋也從量子力學(xué)開始。量子力學(xué)起源于20世紀(jì)初，是研究物質(zhì)世界中微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支。如果一個(gè)物理量有最小且不可分割的基本單位，那么物理量就被量化。量子力學(xué)中存在著一些與常識(shí)相反的特性，例如著名的"薛定諤貓"，它很難知道是生是死。然而，有關(guān)的理論卻不斷得到實(shí)驗(yàn)的支持，一百多年來產(chǎn)生了許多重大發(fā)明--原子彈、激光、晶體管、核磁共振、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)等，改變了世界的面貌。

量子通信是一種利用量子力學(xué)原理解決信息安全問題的通信技術(shù)。其中一個(gè)著名的原理是量子糾纏。兩個(gè)糾纏量子態(tài)就像"心靈感應(yīng)"。不管距離有多遠(yuǎn)，一個(gè)量子態(tài)和另一個(gè)量子態(tài)都會(huì)隨之變化。愛因斯坦稱它為"幽靈般的超距離行為"。傳統(tǒng)的通信方式有被竊聽的危險(xiǎn)，但在量子通信中，通信雙方必須檢測(cè)和避免竊聽者。因此，量子通信常被稱為信息安全傳輸?shù)?防護(hù)屏障"，在保密領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

近年來，中國(guó)的量子通信技術(shù)取得了一些突破。例如，2016年8月，中國(guó)發(fā)射了世界上第一顆獨(dú)立研制的空間量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星墨子。自那以后，中國(guó)研究人員率先利用量子衛(wèi)星成功實(shí)現(xiàn)了數(shù)千公里的衛(wèi)星-地面雙向量子糾纏分配。2017年，"北京-上海干線"項(xiàng)目，世界上第一個(gè)量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)通過了普遍的技術(shù)認(rèn)可。

量子計(jì)算是各國(guó)優(yōu)先關(guān)注的另一個(gè)關(guān)鍵科技領(lǐng)域。"百度研究所量子計(jì)算研究所所長(zhǎng)段潤(rùn)耀告訴新華社："量子計(jì)算是這場(chǎng)新的量子革命中最具代表性的技術(shù)，也是未來計(jì)算技術(shù)的核心。

與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比，量子計(jì)算機(jī)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中，一個(gè)比特在某一時(shí)刻只能是0或1的狀態(tài)，而在量子計(jì)算機(jī)中，由于存在量子疊加態(tài)，一個(gè)量子位可以同時(shí)記錄0和1個(gè)態(tài)。因此，量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的潛力。然而，目前人類可以在同一時(shí)間操縱的量子位數(shù)不多，量子計(jì)算機(jī)還沒有大規(guī)模實(shí)用化。

在量子計(jì)算領(lǐng)域，谷歌(Google)、微軟(Microsoft)、英特爾(Intel)和其他西方科技公司擁有第一個(gè)優(yōu)勢(shì)，它們通過不同的技術(shù)途徑來實(shí)現(xiàn)更多的量子比特操作。去年10月，谷歌研究人員在英國(guó)"自然"(Nature)雜志上發(fā)表了一篇論文，開發(fā)了一個(gè)基于54位量子芯片的量子計(jì)算系統(tǒng)，該系統(tǒng)的完成時(shí)間約為200秒，一臺(tái)傳統(tǒng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)花了1萬年才完成。當(dāng)時(shí)，這被稱為"量子霸權(quán)"，讓量子計(jì)算機(jī)在一個(gè)特定問題上比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)擁有更大的計(jì)算能力，但業(yè)內(nèi)一些人對(duì)細(xì)節(jié)提出了質(zhì)疑。

中國(guó)的研究人員也在追趕量子計(jì)算。近年來，中國(guó)科技大學(xué)、清華大學(xué)等高校在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了一些階段性的成就。百度、阿里巴巴、騰訊、華為等科技企業(yè)也推出了量子計(jì)算研究項(xiàng)目。今年9月，百度、源量子等公司推出了自己最新的量子計(jì)算云計(jì)算平臺(tái)，普通用戶也可以利用云計(jì)算技術(shù)使用量子計(jì)算。