原標題:“薛定諤的貓”如何影響我們的生活(引題)
看成都布局量子互聯網“試驗場”(主題)
近日,我國科學家設計出一種相位量子態與時間戳量子態混合編碼的量子直接通信新系統,成功實現100公里的量子直接通信。這是目前世界最長的量子直接通信距離。該研究成果由北京量子信息科學研究院、清華大學龍桂魯教授團隊和陸建華教授團隊共同攻關,發表于最新一期《Light-Science & Applications》期刊在線版。此前公開發表的成果中,量子直接通信的最長距離為18公里。
對于大多數人來講“不明覺厲”的量子究竟是什么?量子又如何影響著我們的生活?成都又有哪些布局?
量子是什么
薛定諤的貓“既死又活”
根據量子理論,量子是最小的、不可再分割的能量單位。我們中學物理書上提到的分子、原子、電子,其實都是量子的不同形式。可以說,我們的世界由量子組成。
在我們日常生活的宏觀世界里,物體的位置、速度等,都可以通過經典力學精確測算。但在微觀量子世界里,卻有著截然不同的奇妙物理規則,最有代表性的是“疊加”與“糾纏”。
說到這里,不得不提到“薛定諤的貓”——量子力學的奠基人之一,物理學家薛定諤于1935年提出了這個至今被大家津津樂道的思想實驗。
薛定諤用一只貓比喻量子疊加,設想一個密閉容器里有一只貓和一瓶毒藥,如果原子的衰變能夠觸發機械裝置打破瓶子釋放毒藥,那么貓必死無疑。但考慮到原子可能處在衰變或者未發生衰變的疊加態,這意味著容器里可能存在一只“既死又活”的貓,但是,不可能存在既死又活的貓,必須在打開容器后才知道結果,即著名的“薛定諤的貓”。
根據量子理論,如果兩個量子之間形成“糾纏態”,那么無論相隔多遠,當一個量子的狀態發生變化,另一個也會“瞬間”發生相應變化。
國內首個
大學校園建起“量子互聯網”
走進電子科技大學沙河校區,幾棟黃色教學樓映入眼簾。這里,正是量子互聯網前沿研究攻關的“前哨”——電子科技大學信息與量子實驗室。通過科研攻關,這3棟科教樓之間,建成了國內首個位于大學校園內的量子互聯網場地實驗研究平臺。
“量子科技不斷向前發展,它最終的形態應該如同現在的互聯網一樣——形成量子互聯網,這也是量子科技研究的一個重要國際前沿方向。”電子科技大學教授周強介紹,“量子科技有望在多個領域‘大顯身手’。”
“我們用3棟樓模擬未來的3個量子中心,并用量子隱形傳態方案把它們連接起來。”周強介紹,已獲得的實驗數據顯示,這個校園內量子互聯網場地實驗研究平臺已具備了良好的性能。
周強團隊已成功研制出高性能量子糾纏光源、寬帶固態量子存儲器等原型器件,完成量子糾纏互聯場地研究平臺搭建,還首次實現赫茲速率的城域量子隱形傳態。
在緊追量子科技領域前沿研究的同時,周強團隊也在積極利用量子科技的相關成熟研究成果賦能現實場景。
為提高光通信系統通信鏈路的故障檢測效率,周強團隊與成都成電光信科技股份有限公司在相關領域展開合作,提供了“量子解決方案”——他們利用光量子探測的靈敏性,把光量子技術中的關鍵技術與傳統光纖鏈路監控系統相結合,研制出國內首個新型監測機載光纖鏈路健康的設備。
加速量子科技布局
推動創新成果應用示范
發展量子科技,成都已有較好基礎,處于快速成長期,量子互聯網、量子通信、量子計算等領域正步入加速布局與快速發展階段。
在科研攻關上,在蓉高等院校、科研院所多點發力,構筑了量子技術研究的“成都基礎”。據市科技局相關負責人介紹,成都量子科技領域創新資源富集,聚集了電子科技大學、四川大學、西南交通大學3所高校,開展相關領域的研究。另外,中國網安、西南技術物理研究所、中科院光電所3家科研院所也正積極開展量子科技的相關研發工作。
量子信息技術的發展離不開電子信息技術的支撐。而成都在這方面更是有著良好的基礎。2020年,成都市電子信息產業規模達到10065.7億元,成為首個突破萬億級產業。
當下,成都正大力推進建設具有全國影響力的科技創新中心,加快西部(成都)科學城建設,推進天府實驗室建設,并加速量子科技布局。
在重點區域布局上,未來成都將以天府新區等若干重點區域為主要載體,開展一系列關鍵核心技術攻關、建立一系列創新平臺。同時,還將推動量子科技企業提質升級,引進培育優質企業,推動創新成果的應用示范。此外,還將加大人才培養力度,增強持續創新能力。(成都日報錦觀新聞記者 宋妍妍)
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責任編輯:Rex_08