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2011-01-16 18:13 |
清華大學(xué)全量子網(wǎng)絡(luò)項目啟動
從清華大學(xué)舉行的交叉信息研究院成立大會上了解到，由圖靈獎迄今惟一華裔獲得者、清華大學(xué)教授姚期智擔(dān)任首席科學(xué)家的“全量子網(wǎng)絡(luò)”973重大科學(xué)問題導(dǎo)向項目，已于日前啟動。該項目將在5年內(nèi)創(chuàng)建新型的全量子網(wǎng)絡(luò)雛形，完成世界上第一個全量子網(wǎng)絡(luò)分為全量子網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)及量子結(jié)點研究、全量子網(wǎng) 絡(luò)物理平臺及量子算法演示、面向全量子網(wǎng)絡(luò)的量子光源以及面向全量子網(wǎng)絡(luò)的量子探測4個子課題。大會后，姚期智教授接受了專訪，詳盡介紹了量子互聯(lián)網(wǎng)的基本構(gòu)想。 Rx .dM_S
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全量子網(wǎng)絡(luò)，指由量子傳輸通道和量子結(jié)點組成的復(fù)雜信息網(wǎng)絡(luò)，能在結(jié)點之間傳輸任意量子態(tài)以及量子糾纏。每個量子結(jié)點有一定的信息存儲和處理功能，單個量子結(jié)點構(gòu)成一個小型的量子計算機，而量子通道則連接不同小型量子計算機。不同于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)，全量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用了量子物理特性，可突破現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)物理極限，具有更強信息傳輸和處理能力。 ,B$m8wlI|
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姚期智教授說 ，眾所周知，現(xiàn)在的計算機有一個“摩爾定律”，即每18個月計算的速度與存儲將增加一倍，這個定律在過去20至30年確實成立。然而，目前計算機的晶體，已發(fā)展到了非常小的地步，與原子、分子的規(guī)模已相差不遠(yuǎn)。所以，計算機晶體的制造和運作，在不遠(yuǎn)的未來就會到達量子物理領(lǐng)域。 DeGcS1_?
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“為使信息處理不斷進步，古典與傳統(tǒng)的方法已無法應(yīng)對變化，必須將量子物理作為一個考慮工具，對計算機物件的量子性質(zhì)作重新審視�！币ζ谥钦f，過去 20多年中一個最新奇的理念就是，是否可將“量子限制”這樣一個困擾人的討厭情況，作為可增加算效率的有利因素？“事實上，我們對量子物理已有很深了解。在量子物理情況下，我們可作一些信息處理，而其邏輯方式與古典傳統(tǒng)的邏輯方式完全不同�！� (-esUOB.
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在過去10多年內(nèi)，計算機領(lǐng)域的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在原則上如果用最新的方法量子物理來做一個新型量子計算機，或可解決一些目前不能解決的問題。“比如，一個非常重要的問題分解一個大的整數(shù)。要知道，現(xiàn)在世界上最安全的密碼，就是根據(jù)分解大的整數(shù)來制定的。一旦有了量子計算機后，這些密碼的安全性就完全消失了�！币ζ谥潜硎�，正因如此，世界各國紛紛撥出大量研究經(jīng)費從事量子計算機研究。 5 /4q}U3
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“在量子情況下，不但可做量子計算機，同時我們想到，是否可做一個量子互聯(lián)網(wǎng)呢？”姚期智分析，從傳統(tǒng)視角來看，計算機和網(wǎng)絡(luò)是通信上的兩個大的重要物件。在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)中，人們想把一些信息（0和1）從一點傳遞到另一點，怎樣傳得最快、最有效，是傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究的題材。而到了量子互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，所要傳遞的不再是一個簡單的0和1，而是如何能夠?qū)⒁粋�量子態(tài)從一點傳遞至另一點�！霸谖⒂^世界中，量子態(tài)是一個最基本的形式，如何將其傳遞并構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)，使人們交換量子信息，這是量子互聯(lián)網(wǎng)的基本構(gòu)想�！� Bey|f/
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據(jù)介紹，目前已有理論研究工作表明，全量子網(wǎng)絡(luò)在信息安全、分布式量子計算和新材料量子仿真等領(lǐng)域有重要的學(xué)術(shù)研究意義與應(yīng)用價值。但由于全量子網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，目前人們對其認(rèn)知尚屬于初步，而且由于量子信息不可克隆，具有特殊性與脆弱性，全量子網(wǎng)絡(luò)的物理實現(xiàn)對科學(xué)家操控量子態(tài)的能力，提出了極大挑戰(zhàn)。
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“全量子網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和量子結(jié)點的物理實現(xiàn)、物理平臺構(gòu)建與關(guān)鍵物理器件實現(xiàn)，將是此次啟動的項目擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題�！睋�(jù)了解，此次啟動創(chuàng)建的全量子網(wǎng)絡(luò)雛形有4至10個節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)范圍10公里。完成后，彼此間能可靠傳遞量子信息，成功演示量子算法和全量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；將適用于遠(yuǎn)程量子通訊的量子光源成功集成進全量子網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展集成化量子路由器。同時，專家們還將進一步開展全功能量子計算結(jié)點、超長相干時間的量子存儲器、量子計算結(jié)點與量子光通訊通道間的量子界面研究，為下一個5年計劃實現(xiàn)全量子存儲網(wǎng)絡(luò)以及未來實現(xiàn)長程全量子網(wǎng)絡(luò)作前瞻性部署。
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