发布于: 雪球转发:0回复:3喜欢:0

今天旁听了袁岚峰的一个关于量子信息的科普类讲座。关于袁岚峰,可以自行百度

在开讲量子信息时,先提科普了一下量子力学,量子力学部分现象比如量子纠缠因为比较神奇,在民科眼里很像玄学或者哲学问题甚至是伪科学,实际上量子力学还是很严肃的科学。历史上还真有很牛逼的科学家为了证明量子力学不存在而努力,比如爱因斯坦和两位助手曾经试图通过提出量子纠缠来驳倒量子力学,后来科学家们前赴后继通过大量的理论和实验证明了量子力学的可信性。

量子力学和广义相对论作为物理学的基础可以涵盖经典力学,相反经典力学无法解释量子力学和广义相对论,在未来不排除出现新的天才在理论上结合量子力学和广义相对论从而一统物理力学的可能。作为科普专家,袁岚峰正好提到爱因斯坦是靠着量子力学的贡献而不是相对论获得诺贝尔物理学奖的。

袁岚峰还特意提到两位质疑量子通信的专业人士:徐令予和王国文,这二位也算是高产作家,针对量子通信早期实现存在的问题,写了几十篇论文论证量子通信是伪科学,当时在广大民科界确实获得了大量共鸣,以至于似乎美国在量子科学方面也受到影响舍弃量子通信集中精力发展量子计算,以此带来公吱群体根据美国行为贬斥量子通信的蝴蝶效应,当然,这也导致美国在量子通信方面落后中国N年的现状,这也算我国“战略忽悠局”在量子科学方面的一个巨大成果吧。

全部讨论

05-19 21:47

提到量子力学不得不提到其三大奥义:叠加、测量和纠缠,这里由于涉及大量的基础物理学定义就此略过。
量子信息学作为新兴学科基于量子力学和信息科学,从分类上可以分为量子通信、量子计算和量子精密测量.
这三类中目前量子精密测量实用化程度最高,主要用于原子钟和量子雷达:原子钟主要用于北斗导航这类系统,目前潘建伟团队的原子钟可以做到75亿年误差1秒,美国一个华人科学家团队做到了100亿年误差1秒,据说将来可以做到1000亿年误差1秒;量子雷达目前还处于早期,军用据说可以追踪隐形飞机,民用可以测量大气风场。
说到量子通信,目前中国的进度在世界上是领先的,发射了用于量子密钥分发的量子卫星,并建立了地面通信网络。这里面不得不提到一下神奇的量子纠缠,量子纠缠是量子力学预言的一种现象,而且早就在实验上获得了证实,有几位科学家因此获得了2022年的诺贝尔物理学奖,其中之一就是潘建伟的导师。目前的量子通信应该还不是完全态的量子通信而是专注于量子分发密钥,目前的量子密码只需要量子叠加和测量(暂时不用纠缠)就可以实现,未来会逐渐引入量子纠缠技术,并实现全状态量子通信。
关于量子计算,这个是目前全世界,尤其是中美激烈竞争的领域。量子计算在应用上无法完全取代现有传统计算,只是在一些特定领域体现出对传统计算的优越性,未来可能情况是量子计算作为特定领域(比如密码破译)替代现有的传统超算。
说到量子计算,不得不提到“量子霸权”,也被称为“量子优越性”,是用来描述一个量子计算装置在特定测试案例上表现出超越所有经典计算机的计算能力。谷歌的“悬铃木”通过53个量子比特率先实现了量子霸权,当时最强超算需要1万年解出的问题,悬铃木几百秒即可解出,速度快10亿倍。中国的“九章”通过比经典计算快100万亿倍实现了新的量子霸权,紧接着九章二号实现了速度快1亿亿亿倍,九章三号实现了速度快1亿亿倍的效率。这里面九章三号实现的比九章二号对经典计算能力的倍数下降的原因是2022年中科院张潘团队的新的算法极大的提高了经典超算的效率,实现了对谷歌“悬铃木”的效率反超。
关于量子计算目前的状态只是在特定问题上体现了量子霸权(优势),但是还没有制造出实用的解决特定问题的量子计算机,距离未来的通用量子计算机还有很远的路要走,这进程类似AI目前的情况,个人认为没有新的基础理论算法的支撑,至少十年内不可能指望所谓的“通用人工智能”(AGI)。
既然同时提到了量子通信和量子计算,而且这两个擅长的领域都是加密通信,那量子计算是否可以破解量子通信呢?按照袁岚峰的说法,全状态的量子计算是无法破解全状态的量子通信的。

05-19 21:49

感谢血球,感谢比AI还AI的价值观检测,把我之前的科普长文都封了,只能发一段一段的小短文哈。