什么是量子信息技术

朱涵

近日，我国量子信息技术研究领域取得重大进展：世界首颗量子通信卫星“墨子号”成功发射、世界首条量子保密通信网络“京沪干线”即将建成……那么，什么是量子信息技术呢？

“量子”是一个物理量的最小单位，光子、电子都是量子的一种。在传统计算机中，每个电子元件只能表示“1”或“0”，即“开”或“关”两种状态；而量子则可以同时表示多种状态，这就意味着很少的量子比特就能实现大量经典比特才能完成的计算。专家表示，如果一台量子计算机的单次运算速度达到目前民用电脑CPU的级别，那么一台64位量子计算机的速度将是目前世界上最快的“天河二号”超级计算机（每秒33.86千万亿次）的545万亿倍。量子计算机一旦出现，现有的电脑就相当于是个算盘。

此外，利用光子传递的量子密码能保证信息传输的绝对安全。光子非常脆弱，一经测量就遭破坏，所以，只要通信双方利用光子的这一特点生成密码，密码就有了一种“魔力”——如果被第三个人“看”一眼，密码就会消失。

因此，量子信息技术将给人们的生活带来巨大改变：

一、“绝对安全”的通信方式和“只有你知我知”的密码保护程序。迄今为止，量子保密通信是唯一被严格证明绝对安全的通信方式，所以，它可以从根本上解决国防、金融、政府、商业等领域的信息安全问题，并使互联网变得更加安全，例如用户的搜索、支付等私密信息将无法被窃取。

二、借助强大的运算能力改造传统行业。量子计算机能够大规模、多线程地处理数据，所建立的数据模型精度将得到指数级的提升，比如，人们通过量子计算机，可以把某种病毒体内的各种成分分析得清清楚楚的，可以制造针对性很强的药物，还可以在大量数据中分析、筛选出特定数据——只要掌握了罪犯身上的某个特点，量子计算机很快就能锁定目标，警察们再也不用在茫茫人海中筛选和搜寻罪犯了。