量子通信还有更神奇之处,理论上,甚至可以传送物质。潘建伟在一次演讲中举了一个例子。他说,如果自己在上海的航班延误了,但要在几分钟之内到北京,怎么办?坐飞机肯定不行了,但是如果说北京和上海之间有他的两团纠缠物质的话,就可以对上海的这个潘建伟和旁边这种纠缠物质进行一种测量,把它都变成一个个纠缠粒子,那么我们会得到一组数,通过无线电台可以把它发射到北京。到了北京之后,可以对这团物质再做一种所谓的幺正变换,就可以用同样多的物质把它给重构出来。
回到现实,如果,能制造出100个粒子相关操纵的量子计算机,在某些问题方面的处理能力将会比目前最快的超级计算机“天河二号”还快百亿亿倍。
有了这台计算机,我们的计算能力能增强多少?潘建伟也举了个例子:要求解一个10的24次方的变量的线性方程组,用目前最快的天河2号超级计算机大概需要100年左右的时间。而利用万亿次的量子计算机,尽管计算的频率比天河2号要慢1万倍,但它只需要0.01秒就可以把这个方程给求解出来。所以它可以广 泛地应用于药物设计、金融分析、气象预报、密码分析等等,用途是比较大的。
基于量子的这些特性,潘建伟团队希望通过量子通信研究,从初步实现局域量子通信网络,到实现多横多纵的全球范围量子通信网络,以保证信息传输的绝对安全;通过量子计算研究,为大规模计算难题提供解决方案,实现大数据时代信息的有效挖掘;通过量子精密测量研究,实现新一代定位导航等。
下半年预计交付“京沪干线”
目前,国内量子通信的研究进展顺利。今年7月,由中国科大、中科院上海技术物理研究所、中科院上海微小卫星工程中心、中科院成都光电技术研究所等单位联合研制的“量子科学实验卫星”将进行发射。这颗卫星,将在全球率先实现高速星地量子通信,连接地面光纤量子通信网络,初步构建量子通信网络。
同时,国家发改委还在筹建“京沪干线”项目,用于国防安全的研究。目前,预计大尺度光纤量子通信骨干网工程将于2016年下半年交付。“京沪干线”总长 2000余公里,从北京出发,经过河南、合肥,到达上海。利用这一广域光纤量子通信网络,京沪两地的金融、政务等机构能进行保密通信。建成后,可以帮助国 内构建可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络,建成大尺度量子通信技术验证、应用研究和应用示范平台。
“量子通信和量子计算都是属于量子调控技术范围。”潘建伟说,“目前,全世界计算机的计算能力都非常弱。”