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量子計算機？量子計算機是一種能夠以驚人速度破解非常困難計算問題的機器——超越了今天的"經典"計算機。

在傳統計算機中，信息單元被稱為二進制"位"，可以是1或0值。但在量子系統中，信息單元則相當于量子位（qubit），它與傳統計算機的異同是，可以同時是1和0值。這種現象為同時進行多重次計算敞開了方便之門。

然而，量子位需要通過被稱為"量子"的量子效應來進行同步，阿爾伯特·愛因斯坦將其稱為 "幽靈般的超距作用"。

目前正在開發的量子計算機有四種類型，它們采用的是：

●光粒子

●捕獲離子

●超導量子位

●鉆石氮空缺中心http://jialina.51dzw.com

量子計算機能支持大量的有用應用程序運行，例如能夠模擬出許多化學反應，為發現新藥物提供理論支持; 為醫療保健業開發新成像技術，更好地檢測人體內疑難雜癥; 或者能加速電池設計、新材料和柔性電子產品的創新開發。池化計算能力量子計算機一般比傳統計算機功能都要強大，但有些應用程序要求的計算能力甚至比量子計算機本身所能提供的容量還要大。如果你讓量子設備實現相互通信，那么你就可以將幾臺量子計算機連接在一起，并將它們的能量集中起來形成一臺巨大的量子計算機。

然而，由于目前四種不同類型的量子計算機才剛剛處于構建起步階段，它們還不能在沒有任何背景支持的情況下實現交互通訊。

一些科學家傾向于完全基于光粒子（光量子）的量子互聯網，其他科學家們認為，在光與物的相互作用下才能使量子網絡的構建變得更容易。

新加坡國立大學量子技術中心主任調研員約瑟夫·菲茨西蒙斯（joseph fitzsimons）在接受bbc采訪時表示："光對通訊的傳輸更好，但物質量子位更適合（程序）處理。"

"你即需要讓網絡運轉起來，又得建起信號錯誤校正系統，但要讓它們產生重疊交互是很困難的。"

菲茨西蒙斯說，將所有信息存儲在光子中是非常昂貴和困難的，因為光子不能相互看到，只會走直線，而不發生相互碰撞。相反，他認為使用光進行通信更容易，同時用電子或原子（物質）存儲信息。量子加密量子加密能使通信變得更加安全量子互聯網的關鍵應用之一將是量子密鑰分發（qkd），即使用一對糾纏光子生成密鑰，然后用一種不可能使量子計算機遭到破解的方式對信息進行加密。

這項技術已經存在，并于2015年12月由新加坡國立大學和英國斯特拉斯克萊德大學的一組研究人員在空間首次做過演示。http://www.jialinadianzi.com

但是，我們需要構建的不僅僅是加密工具，而是為了保障在量子通信中的信息安全。

科學家們也在從事"盲量子計算機協議"的研究，因為該協議允許用戶在電腦上隱藏任何他們想要的東西。

菲茨西蒙斯說："你可以寫點東西，把它發送到一臺遠程電腦上，而擁有電腦的人除了知道運行時間和使用了多少內存外，根本泄露不了任何信息。"

"這很重要，因為當量子計算機首次出現時，可能數量會有很限，所以人們會想到，要操作遠程程序運行，就像我們今天在云計算中所做的那樣。"

建立量子網絡有兩種不同的方法——一個基于陸地網絡，一個基于空間網絡。

利用這兩種方法，常規的位數據在當今互聯網上都能很好地被發送出去，但是如果我們想要在將來發送量子位數據，那就要復雜得多。

要發送光粒子（光量子），我們可以在地面使用光纖電纜。但是光信號在長距離傳輸過程中會發生衰減（一種被稱為"消相干"的現象），因為光纖電纜有時會吸收光子。

通過每隔50公里建設一座"中繼站"的辦法，就有可能繞開消相干現象。這些中繼站基本上具有微型量子實驗室的作用，在將信號發送到網絡的下一個節點之前，它們會嘗試修復信號。但是這個系統會有其自身的復雜性。陸地還是空間？一個地面站向墨子衛星發射含有光信號的信息接下來是空間網絡。假設你想從英國本土向澳大利亞一個朋友發送信息，則需要從英國地面站將光信號傳輸到一個裝有光源的衛星上。 接收到光信號的衛星再將光信號發送給另一顆衛星，然后該信號才能被傳送到澳大利亞地面站，最后，通過地面量子網絡或傳統網絡傳輸給這位朋友。

"因為衛星之間沒有空氣，所以不會降低信號質量，"杰米·維卡里（jamie vicary）博士說，他是牛津大學計算機科學系高級研究員，也是網絡量子信息技術中心（nqit）成員。"如果我們想要擁有一個真正的全球規模的量子互聯網，就只能基于空間解決方案，這是唯一可行的方法，只是它的造價太過于昂貴。"

通過太空進行量子隱形傳輸已經獲得成功，科學家們目前正在競相進行更長距離的可行性研究。

奧地利科學院量子光學和量子信息研究所的高級小組組長魯伯特·烏爾辛（rupert ursin）認為，量子互聯網將需要以陸地和太空為基礎的網絡并行運作。他解釋說："在城市里，我們需要一個光纖網絡，但是長距離上的傳輸則需要通過衛星來連接覆蓋。"量子密鑰分發是如何工作的？2017年9月29日，奧地利和中國科學家之間的視頻通話為了理解量子密鑰分發（qkd）的工作原理，讓我們回到奧地利與中國科學家之間的視頻通話上。墨子衛星利用其光源將在奧地利地面站和中國地面站間建立起一個光鏈路。然后它就能產生一個量子鍵。

量子加密的偉大之處在于，在信息被傳輸到你的終端之前，你就能檢測到是否有人想試圖攔截此信息，以及有多少人想試圖訪問該信息。

墨子衛星可以告訴我們加密很安全，沒有人能竊聽到視頻通話。然后，它使用密鑰對數據進行加密，并通過一個公共互聯網通道傳輸數據。路由消息多組科學家正在開發陸基網絡，他們正在研究量子中繼臺技術，這些基站每隔50公里設置一個，并通過光纖電纜進行連接。

這些中繼站，也稱"量子網絡節點"，將需要執行幾個動作，以便在整個網絡中選出路由，引導信息送達目標地。

首先，每個節點需要修復和增強在上一個50公里網絡中遭到損壞的信號。http://tenghaowy.51dzw.com

假設您正在使用一臺舊傳真機將一頁文檔發送給其他人，你每次發送頁面時，其信息會有不同部分的丟失，而另一方則必須從所有失敗中嘗試將信息片段連接起來。

這與在量子網絡不同節點上發送消息的方式相類似。2017年9月29日，奧地利和中國科學家之間的視頻通話網絡上會有很多人，他們都在試圖相互交談。因此，節點或中繼站也必須弄清楚如何分配可用的計算能力，以便將所有消息拼在一起向外發送。這些信息還要在量子互聯網和傳統互聯網之間傳輸信息。

荷蘭的代爾夫特大學（tud）正在利用鉆石中氮空位構建一種量子網絡，到目前為止，這種網絡在超長距離上的存儲和分配量子通信所需的鏈接能力非常強。

目前，牛津大學和馬里蘭大學都在建造量子計算機，它們的工作方式與網絡相似。他們的量子計算機由捕獲離子節點組成，這些節點已經與網絡連接起來，能夠完成相互通信工作。

你想要的計算機越大，所需節點添加程度就越多，但是這種類型的量子計算機只能在很短的距離內傳輸數據。

我們想讓量子計算機體積變小，這樣它們就能受到很好地保護而不至于脫散。但如果體積過小的話，又不能容納很多的量子位，" 維卡里（vicary）博士說。 "如果我們把網絡中的節點連接起來，那么我們仍然可以擁有一臺量子計算機，而不受量子位的限制，同時還能保護節點。"量子存儲器中繼站也需要有一個量子存儲芯片。這些節點創造了"鏈接"，它由光粒子糾纏對組成。這些糾纏對的配對是事先準備好的。

當節點計算跨越整個網絡路由時，就需要有信息接收，這時便需要將光子糾纏對存儲在一個安全的地方，這樣就需要配備一個量子內存芯片。它必須能讓儲存光子的時間越長越好。羅斯·阿爾弗德特博士和副教授馬修·塞拉斯的在澳大利亞國立大學研究稀土晶體高分辨率染料激光器澳大利亞國立大學（anu）的研究人員已經開發出一種與電信兼容的量子存儲芯片，使用的是一種摻餌晶體。這種裝置能夠以正確的顏色儲存光線，而且它能夠持續超過一秒以上的時間，這比迄今為止所有其他嘗試的時間要長1萬倍。

澳大利亞國立大學量子計算和通信技術中心（cqc2t）的項目經理馬修·塞拉斯matthew sellars教授在接受bbc采訪時表示，"目前最大的挑戰是如果能夠采用大的數據存儲容量來完成量子存儲器功能。" "這種內存存儲容量會限制通過網絡的數據傳輸速率。

塞拉斯預測， "我認為，量子互聯網技術還需要大約5年的時間才能完成。"

一種超級電腦能更快速地解決當下機器所解決不了的問題，這已經不是幻想了。目前，世界各地的實驗室都在爭相開發"量子計算機"。但是科學家們卻已經提前邁出了下一步，他們正在考慮構建一個靠光子進行信息傳輸的量子互聯網，這種互聯網必須要有同樣的超級速度。

在發明技術裝置過程中，從技術開發的角度來說很不容易，但量子通信的確是一項很有吸引力的研究領域，因為該技術能保證我們發送的信息會更加安全。

若想讓量子互聯網變成現實，得首先解決幾個問題：

●在量子計算機之間實現互通互聯

●讓通信變得安全，避免黑客攻擊

●在長距離傳輸信息時不會丟失部分信息http://jiahongwei668.51dzw.com

●路由信息能跨越整個量子網絡.文章出自：環球譯眼