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資訊頻道量子傳感
2019年12月，美國防部國防科學委員會發布《量子技術的應用》報告的摘要。摘要概述了量子傳感、量子計算，以及量子通信與糾纏分發領域的主要發現，認為量子傳感系統、計算及通信系統的應用將為美國防部開創量子使能能力的新時代，并就如何發展提出建議。
①目前，量子傳感器有望給工程開發帶來巨大的投資回報機會，如時鐘、加速度計和磁力計等；對于慣性應用，量子加速度計比當前戰略級解決方案具有顯著優勢；干涉型光纖陀螺儀可能比冷原子陀螺儀具有更優性能。
②缺乏對性能與任務規范或新能力的嚴格聯合分析，各個平臺量子傳感器的獨特應用具有不同的尺寸、重量與功率考量。
③將量子傳感器推向成熟，需要投資組件和使能技術，也有利于量子計算與通信。
④量子雷達不會提升美國防部的能力。
⑤量子照明可能在某些情況下提供增強成像，但相關研究仍處于起步階段。
⑥量子電位計可用于微型天線，在國防領域具有重要應用潛力。
⑦基于原子干涉測量法的重力儀和重力梯度儀可以實現機載隧道探測、核材料探測、重力輔助導航及大地測量等功能。
量子計算
①開發可靠的一位和兩位量子門對于建造量子計算機至關重要。
②目前有前途的量子位技術具有不同的保真度和相干時間。主要的量子位技術包括:超導約瑟夫森結量子位、基于離子的量子位、基于半導體的量子位、拓撲量子位、光子量子位。
③“絕熱量子計算機”的實用性將由架構和應用決定，目前仍處于推測階段。
④工業界正在將數十到數百量子位集成到云系統，以尋求有價值的短期應用，并證明該技術。
⑤全球范圍內的投資正推動量子硬件、軟件和算法的發展。部分國家的投資有望快速獲得技術突破。
量子通信與糾纏分發
①糾纏分發允許隱形傳態，將導致技術性干擾。
②量子網絡將實現分布式量子計算，具備可擴展性和模塊性，并允許遠程、安全的量子計算。
③目前的糾纏分發僅限于概念驗證、實驗室中的點對點實驗。
④目前，糾纏光子能夠以每秒數萬位的速度產生和分發。
⑤目前，存儲器能夠以每秒10位的速度糾纏。
⑥理論上量子密鑰分發可提供香農信息論定義的密碼安全，但其能力和安全還存在欠缺，不能供美國防部使用。
建議
摘要強調，量子科學與技術的核心是信息的收集、生成、處理和通信，并向美國防部提出四項建議：
①美國防部應增加對量子傳感器領域的投資，推進相關技術的實際部署。
②量子計算機有望獲得巨大算力，可廣泛用于密碼學、信號處理、物理仿真及人工智能等領域。全球工業界在該領域投資巨大。美國防部應監視并了解國內外量子計算發展情況，以快速利用新成果。
③量子糾纏分發有望用于開發高精度、大口徑的傳感器，也是通信和計算的關鍵驅動技術。該技術尚處于早期研究階段，美國防部應進行適度投資，還應監視并了解國內外在該領域的進展。
④美國防部應與學術界、工業界進行深入合作，以解決量子技術人才的短缺問題。
來源：戰略前沿技術
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號