的量子密码,为未来“量子互联网”远景奠定基础。
美国国家量子协调办公室今年2月发布《美国量子网络的战略构想》,明确了构建世界首个量子互联网的目标,并提出未来5 年内实现从量子互连、量子中继器、量子存储器到高通量量子信道和探索跨洲际距离的天基纠缠分发,未来20年内,推动量子互联网链路利用网络化量子设备,实现经典技术无法实现的新功能。
这场前沿技术竞争的胜者将抓住行业的话语权和广阔的市场。根据BCG预测,到2030年,量子计算的应用市场规模有望达到500多亿美元。
03未来
“十四五”有望进入C端
“九章”实现量子优越性,是目前我国量子计算发展的一大步,但竞争仍在继续。
去年谷歌率先宣布量子计算机“悬铃木”在处理“随机线路采样”问题上实现量子霸权。而九章针对的是“高斯玻色取样”问题。两者针对的都是特定任务。
“(这些问题)都有利于证明量子优越性,目前还没有实用价值。”中原证券在一份研报中指出。
事实上,这只是量子计算发展的第一阶段。中原证券称,接下来量子计算需要经过实现一种专用的量子模拟机,可以解决比如高温超导机制、特殊材料设计等目前计算机无法处理但具有实用价值的问题,预计需要几百个量子比特级,而后才是可编程的通用量子计算机,预计需要百万级以上量子比特。
这是一条漫漫长路。
距离通用量子计算机进入千家万户还要等多久?这需要相关技术同步发展,其中超导材料是重要部分。传统计算机发展突飞猛进,正是得益于晶体管到硅片的跃迁。
量子通信方面,华安证券认为,中国量子通信将采取三步走策略,通过光纤实现量子通信城域网,通过量子中继器实现城际网,再通过卫星中转实现可覆盖全球的广域量子通信网。
同样,周雷表示,量子通信技术发展需要在光学、微电子学、软件和集成技术、材料等各方面技术都同步发展,超导材料同样重要。
尽管国内量子通信处于领先地位,接下来需要解决的还有着商业化的掣肘。
据了解,目前量子通信带宽有限。目前量子通信的密钥分发的速率可以达到几kbps到几百kbps,以国盾量子为例,QKD(量子密钥分发)设备在某些距离成码率为80Kbps,可以满足在传输某些文件和语音数据时使用“一次一密”。而一套QKD加密设备约30万元,一套量子城域网需要成百上千套QKD,意味着更高的投入成本。
周雷认为,随着产品规模化生产,技术迭代,量子通信商用化正渐行渐近,十四五规划期间有望率先用于政务、金融、电力等关系国计民生领域。
当量子技术大规模商用后,未来会怎样?
你可能不会再为信息安全、数据泄露而犯难,也不会抱怨预测不准确的天气预报。更多答案已经刻在粒子身上,等量子时代到来时,密闭容器将被揭开。