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量子信息科学的一大重要应用就是量子计算。有专家评论，当量子计算机发展到50量子位的时候，就能实现“量子称霸”，“碾压”世界上任何传统计算机。5日，在由中国科技新闻学会主办的“2016年中国科技传播论坛”上，中科院院士潘建伟认为，第一次“量子称霸”将会成为物理学和计算机科学的里程碑，“虽然目前不能说出确切的时间，但应该为时不远”。
会上，潘建伟详解中国量子计算研究的时间表：计划5年之后，实现50个量子比特的相干操纵，计算潜力将超越今年6月世界运算速度排名第一的超级计算机“太湖之光”；用15年左右时间，构建天地一体的有量子通信安全保障的未来互联网，即量子互联网。
他补充说，将用10年或更长时间造出专用量子计算机，应用于人工智能、大数据分析、信息提取等特殊领域。
在经典计算机中，每个比特都只有0和1这两种状态。但在量子计算中，每个比特可以处在0和1的叠加状态上，一旦操纵的量子数目增多，它就会以指数增长的形式来提升运算速度，有并行运算的能力。例如，求解10的24次方变量的方程组，用“太湖之光”需要100年左右计算时间，但用万亿次的量子计算机大概只需0.01秒。
“构造小网络做量子计算机是该领域研究者努力的方向。”潘建伟介绍，目前，IBM、谷歌、微软和中国的研究小组都致力于量子计算机的研发。
潘建伟说，计划5至10年完成100个量子比特甚至几百个量子比特的相干操纵。“如果达到100个量子比特的相干操纵，对某些特定问题的求解速度就能达到2的100次方，这是目前全球计算能力总和的百万倍。”
潘建伟透露，目前，也将量子技术同步推广于潜艇自主导航等。他说，如果潜艇出海使用传统导航技术，潜行100天的话，(由于在海下无法同步校准)，误差将达到几百公里；但若利用成熟的量子精密测量技术，潜行百天后，误差会小于1公里。
在量子通信方面，据介绍，目前在建的“京沪干线”项目光纤长度约2000公里，计划于2016年底建成，将连接北京、上海等城域网络，将通过技术验证等，实现网上银行数据远程灾备、金融机构信息数据采集等应用示范。8月发射的中科院量子科学实验卫星“墨子号”，将实现高速星地量子秘钥分发、星地量子纠缠分发和千公里级的空地量子隐形传输。“目前，已建立起星地信道，为后期实验打下基础，以便最后形成天地一体的量子通信网络。”潘建伟说。 |
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