量子通信和量子计算是量子力学应用的两个主要方向。为什么美国不参与量子卫星并让中国带头?因为美国的重心一直在量子计算上。

除了象征意义,中国在量子通信领域的领先地位也具有重要的现实意义。首先有一颗卫星,然后会有越来越多的卫星,由点组成一个网络。全球量子通信网络形成后,我们几乎可以在地面的任何两个地方进行量子通信。

量子通信近年来发展迅速,似乎已经突破了瓶颈。

普通人认为量子通信还很遥远,但事实上从原理到技术量子通信基本上没有障碍。近年来的重要进展是量子通信距离不断刷新,量子通信终于可以走出实验室。因此,中国科技大学的潘剑伟教授立即开始为量子通信卫星的计划做准备。

在国庆60周年之际,量子通信被用于通信。地铁量子通信网络也是在合肥首次建成。因此,在原则、技术和资金方面,量子通信的障碍几乎已经被清除。

对于量子卫星通信,不太乐观的地方是:

量子通信中最重要的事情是保密。因此,根据潘剑伟教授小组的一位同学所说,量子通信目前还不太可能进入公共生活。政府根本没有推广量子通信的动机。此外,量子通信比量子计算重要得多,量子计算主要是在美国研发的,原因如下:

目前,为了运行一些量子算法,我们只能在实验室中构建特定的量子计算结构。此外,这种结构通常是耗时、劳动密集型和昂贵的。对于大多数程序员来说,计算机可以运行各种程序应该是显而易见的。然而,建造一台能够实现各种量子算法的计算机是非常困难的。如果我们现在能建造一台商用量子计算机,我们就能在上面运行各种量子算法。

1.此时,从行业顶尖公司如谷歌开始,几乎所有经典算法都将被相应的量子算法所取代。

量子算法在处理许多任务方面比经典算法有了很大的改进。量子计算机只有在处理某些操作时才有优势,但是这些操作是如此的基本,以至于它们无处不在。例如,几乎在希尔伯特空间的任何地方,只要遇到它,基本上都有相应的量子算法。所以事实上,量子计算机可以用于许多类型的任务。所有大公司都不会也不会错过这项技术。

2.一些经典算法无法完成的任务,但量子算法可以轻松完成。

例如,使用量子算法的谷歌可以在不“知道”你的问题的情况下给出搜索结果。你的搜索记录将被完全保密,即使谷歌不知道。这是由于量子非克隆的原理。有许多违反直觉的任务是可以完成的,因为量子力学本质上与人类直觉相反。

3.计算能力的巨大增长+不可能完成的任务的可能性=...?

此时不要吝啬你的想象力。想想20年前机器学习的孤独和现在的繁荣。二十年前,机器学习在工业中很难找到使用价值,因为计算能力太差了。在过去的20年里,在计算机结构保持不变的情况下,机器学习变得强大了许多倍。想想看,如果我们获得比现在强大得多的计算能力,一个强大的具有超越我们想象的量子任务处理能力的人工智能就在眼前吗?当每个家庭都有一台量子计算机时,互联网将演变成什么?

总之,商业量子计算机将成为未来技术的引擎。

正如蒸汽机是工业文明的象征一样,量子计算机带来的计算能力的突破也有类似的意义。它是人类跨越7纳米鸿沟的桥梁。