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【行业看点】欧盟10亿欧元砸向量子领域 全球掀起量子技术“研究热”

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【行业看点】欧盟10亿欧元砸向量子领域 全球掀起量子技术“研究热”

雪花又一年 2018-05-04 15:09:00 浏览400 评论0

摘要: 近来,世界上不少国家掀起量子技术的研究热。据英国《金融时报》报道,欧盟委员会宣布,将发起一项10亿欧元的计划来探索“量子技术”。该项目预计将于2018年启动,欧洲将正式进入建造量子计算机的竞赛,并开发基于量子加密技术的无法破译的通信系统。

近来,世界上不少国家掀起量子技术的研究热。据英国《金融时报》报道,欧盟委员会宣布,将发起一项10亿欧元的计划来探索“量子技术”。该项目预计将于2018年启动,欧洲将正式进入建造量子计算机的竞赛,并开发基于量子加密技术的无法破译的通信系统。

  

在电磁波被发现以后,人们使用电磁波传递信息,即便是有了加密的代码也很容易被窃听,而量子通信则可以将信息传递所产生的“音量”调低到一颗光子的级别,任何窃听者去主动测量和监听都会被发现。因为信息微弱到了极限——量子级别,再小心地读取都会彻底改变它,而不可能只改变一点。


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那么,当下,世界主要国家量子通信产业发展现状如何呢?跟着小编的盘点来看看。


欧盟

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欧盟各国政府、国防部门、科技界和信息产业界将量子通信纳入其国防科技发展战略,投人大量人力物力致力于量子通信的研究,以量子计算机技术研究为瞄靶点,以量子通信开发在信息科学领域的推广为突破口,积极构建和壮大产业链及产业群,以形成一定的创新体系与规模优势,同时延伸到物质科学、生命科学、能源科学领域。欧盟在促进量子通信产业发展方面主要采取的措施包括:


1、出台相关政策及规划


在欧盟发布的《量子信息处理和通信:欧洲研究现状、愿景与目标战略报告》中,提出了欧洲未来5年和10年量子信息的发展目标,将重点发展量子中继和卫星量子通信,实现1000公里量级的量子密钥分配。欧洲空间局计划到2018年将国际空间站上的量子通信终端与一个或多个地面站之间建立自由空间量子通信链路,首次演示绝对安全的空间量子密钥全球分发的可行性。

早在上世纪90年代,欧洲就意识到量子信息处理和通信技术的巨大潜力,充分认定其高风险性和长期应用前景,从第五框架开始,持续对泛欧洲乃至全球的量子通信研究给予重点支持,并于2010年更新了欧洲未来五年和十年的量子通信研发目标, ESA(欧洲航天局)已经开始着手制定首个未来空间量子通信研究规划。

2008年以来,欧盟加紧推进星载量子通信计划。欧洲包括奥地利维也纳大学Anton Zeilinger小组在内的27个研究组,向欧洲航天局的生命和物理科学部提交了“Space-QUEST”实验方案,计划在国际空间站欧洲哥伦布模块的外部平台上部署纠缠光源,向地面发送纠缠光子对,这将开创超出地面上几个量级测试距离的量子通信和基础物理实验。


2、构建量子通信网络


2008年10月,欧盟联合来自12个欧盟国家的41个伙伴小组投入1471万欧元,成立了“基于量子密码学的全球安全通信网络开发项目”(SECOQC),在奥地利维也纳现场演示了一个基于商业网络的安全量子通信系统。该系统集成了多种量子密码手段,包含6个节点、8条点对点量子密钥分配链路,其组网方式为在每个节点使用多个不同类型量子密钥分发的收发系统并利用可信中继进行联网,网格拓扑结构中没有使用光学路由,完全以可信中断的方式相互连接在一起。网络中的8条链路中,有7条是光纤信道,最长为85km,有一条80m的自由空间信道。



美国

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美国对量子通信的理论和实验研究开始较早,并最先被列入到国家战略、国防和安全的研发计划。美国申请量子密码通信的专利具有专利数多、被引用次数多、专利权者分布广、发明人多等特点,在量子密码通信专利方面有很强的实力。


美国的量子通信发展注重技术研发和应用,其中量子密码通信技术水平已处在世界前列,用于军事、国防等领域的国家级保密通信,还可用于涉及秘密数据、票据的政府、电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政等领域和部门。在量子通信领域未来发展规划下,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室正在创建一套辐射状的量子互联网,同时美国非常重视量子计算机领域的技术拓展,谷歌、微软、IBM都已投入研究量子计算机技术,以量子计算机技术研究为突破点,延伸到物质科学、生命科学、能源科学领域,形成规模优势。

量子通信产业已渗透到美国国家发展的各个层面,包括国防、外交、经济、信息、社会等不同领域方面的内容。技术的发展以确保这些领域的安全涉及到军队、执法机构、外交部门和各个相关机构的共同努力。量子信息被美国列为《保持国家竞争力》计划的重点支持课题。当前,以美国为代表的世界主要军事强国关注的量子科技发展动向,主要涉及量子通信、量子计算及量子密钥等领域。美国国防部高级研究预研署启动了多项量子通信方面的相关研究计划,对其开展了广泛探索。量子通信技术在军事应用方面有着无与伦比的广阔前景。

美国量子密码通信研究在1994-2014年内有着非常活跃态势,从实验室研究到商业开发及产品推出,形成了一条有效的纽带。为了在未来的通信领域中各国利益集团有良好的竞争基础,使集团利益最大化,美国的相关机构或发明人都在为自己抢先申请具有高效的专利权,并且向多个国家及地区申请专利,构建专利保护网,使专利最大范围地有效覆盖,以此占领保密通信设备的市场。

美国在量子密码通信领域里不仅有技艺精湛的发明者,又有强有力的公司(或集团)大力运作,促进技术上的发明及推广;而发明内容而言,从理论方法到技术方案均有所涉及,2004年以来近10年内申请专利多以技术方案见长,表明美国的专利拥有者在量子密码通信的研究已经渐趋成熟,具备在量子密码通信产品上有占领市场的潜力。


日本

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日本政府将量子技术视为本国占据一定优势的高新科技领域重点发展,重点引导相关前沿技术研发。


2001 年开始,日本先后制定了以新一代量子信息通信技术为对象的长期研究战略和量子信息通信技术发展路线图,计划通过高强度的研发投入,采取“产官学”联合攻关的方式推进研究开发,进行量子通信的关键技术如超高速计算机、光量子传输技术和无法破译的光量子密码技术攻关和实用化、工程化探索。


日本邮政省把量子信息确定为21世纪的国家战略项目,专门制订了跨度10年的中长期定向研究目标,提出到2020年使保密通信网络和量子通信网络技术达到实用化水平,最终建成全国性高速量子通信网,实现通信技术应用上的飞跃,在竞争中占据先机。

日本对量子通信技术的研究晚于美国和欧盟,但相关研究发展迅速,在国家科技政策和战略计划的支持和引导下,日本科研机构的研发积极性高涨,投入了大量研发资本积极参与和承担了量子通信技术的研究工作,实际地介入了量子通信技术的研发和产业化开发,并取得了显著成绩,如NEC、东芝(Toshiba)、日本国立信息通信研究院(NICT)、东京大学、玉川大学、日立(Hitachi)、松下(Panasonic)、NTT、三菱、富士通、佳能、JST等,各大企业和科研机构在量子通信领域的专利申请量全球领先,专利质量较高,技术水平突出。



此外,俄罗斯也在加紧研究的步伐。据《消息报》报道,俄国家研究型工艺技术大学与俄罗斯量子中心正在启动大型量子技术中心。该中心将进行量子通信和量子电子学研究,还计划为量子技术领域的青年人才制定并实施教学项目。

  

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除了通信方面,量子计算机也是当下的热门事物:谷歌继续推进量子计算机的研制,美国政府也在资助IBM进行相关研发。科技在进步,而人类对计算机的运算速度的要求也在不断提高。我们在日常生活中使用的计算机是基于二进制的,而量子计算机可以利用相关原理,打破二进制的局限,同时进行不同位的计算,极大地提高计算机的运算速度,并且性能远超当今的超级计算机。而谷歌早已在2015年12月宣称,其研制的D波量子计算机的运算速度比普通计算机快1亿倍。

  

虽然量子技术还未得到广泛的应用,但已慢慢地走进我们的生活。相信随着研制的不断深入,量子技术“研究热”终将变为“应用热”。


原文发布时间为:2017-03-23
本文作者:windy
本文来源:九州量子,如需转载请联系原作者。

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