什么是量子信息技術

朱涵

近日，我國量子信息技術研究領域取得重大進展：世界首顆量子通信衛星“墨子號”成功發射、世界首條量子保密通信網絡“京滬干線”即將建成……那么，什么是量子信息技術呢？

“量子”是一個物理量的最小單位，光子、電子都是量子的一種。在傳統計算機中，每個電子元件只能表示“1”或“0”，即“開”或“關”兩種狀態；而量子則可以同時表示多種狀態，這就意味著很少的量子比特就能實現大量經典比特才能完成的計算。專家表示，如果一臺量子計算機的單次運算速度達到目前民用電腦CPU的級別，那么一臺64位量子計算機的速度將是目前世界上最快的“天河二號”超級計算機（每秒33.86千萬億次）的545萬億倍。量子計算機一旦出現，現有的電腦就相當于是個算盤。

此外，利用光子傳遞的量子密碼能保證信息傳輸的絕對安全。光子非常脆弱，一經測量就遭破壞，所以，只要通信雙方利用光子的這一特點生成密碼，密碼就有了一種“魔力”——如果被第三個人“看”一眼，密碼就會消失。

因此，量子信息技術將給人們的生活帶來巨大改變：

一、“絕對安全”的通信方式和“只有你知我知”的密碼保護程序。迄今為止，量子保密通信是唯一被嚴格證明絕對安全的通信方式，所以，它可以從根本上解決國防、金融、政府、商業等領域的信息安全問題，并使互聯網變得更加安全，例如用戶的搜索、支付等私密信息將無法被竊取。

二、借助強大的運算能力改造傳統行業。量子計算機能夠大規模、多線程地處理數據，所建立的數據模型精度將得到指數級的提升，比如，人們通過量子計算機，可以把某種病毒體內的各種成分分析得清清楚楚的，可以制造針對性很強的藥物，還可以在大量數據中分析、篩選出特定數據——只要掌握了罪犯身上的某個特點，量子計算機很快就能鎖定目標，警察們再也不用在茫茫人海中篩選和搜尋罪犯了。