量子互联网:它能改变一切吗?

特朗普政府2021年的预算要求已提议将科研总经费削减近10%,但将量子信息科学的资金增加20%。

总而言之,这确实是一笔可观的赌注,金额为2.37亿美元。其中,美国能源部已拨款2500万美元,以快速加速量子互联网的发展。

为什么要在此基础架构上花那么多钱?从科学上讲,这种类型的网络将利用自然粒子的特殊行为,以全新的方式操纵和共享信息。这项技术的后果可能会重塑网络安全等重要领域。

今天我们都使用的Internet使用位在智能手机,平板电脑,笔记本电脑和其他设备之间发送信息。但是,量子互联网将传输根本不同的信息单元,即量子位或量子位。

由0或1组成的位是可以在经典计算机上存储或处理的最小信息单位。但是,量子位完全体现了另一种语言,该语言基于原子,电子和其他较小粒子的行为。量子力学定律实质上控制着它们的奇异行为。

古典计算要简单得多。某种东西是向上或向下,或者是0或1。但是例如,在量子世界中,直到被测量,电子的方向是未知的。粒子位于特定位置的可能性很小。

还有量子纠缠,阿尔伯特·爱因斯坦将量子纠缠称为“远距离的怪异动作”。无论任何两个纠缠的粒子之间的距离(可能是数千光年),它们都将始终共享一个状态或状态-例如,如果一个转弯,那么另一个始终瞬时转弯。

当然,一般的,日常使用的传统互联网不会消失,但是量子网络将为某些应用提供关键的优势,例如制药公司模拟原子行为开发药物以及银行加强下一代网络安全基础设施。

许多其他国家/地区也正在研究与量子研究有关的研究计划,并且由于这项创业的开始时间推迟,美国可能被视为处于第二层次。

例如,中国已经完成了北京和上海之间1,200英里的连接,金融机构和其他公司在这里享受着近乎完美的安全加密。下一步是扩展跨越整个国家的量子网络的艰巨任务。这样一项冒险的时间表可能需要数十年。

确实,这种量子互联网技术仍处于早期阶段,将来仍将最终主导该领域的人仍然未知。(文/Ethen Kim Lieser)