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圖：芝加哥市長洛里·萊特福特與伊利諾伊州州長杰伊·羅伯特·普利茨克宣布推出量子互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目

7 月 24 日，據(jù)外媒報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間周四，美國官員和科學(xué)家公布了所謂的量子互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃，據(jù)說其將永遠(yuǎn)不會被劫持。新的網(wǎng)絡(luò)將與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)并存，但提供更安全的方式來發(fā)送和處理信息。

　　量子互聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃的主要研發(fā)中心位于芝加哥，美國官員和科學(xué)家在這座城市公布了他們所稱的“第二個(gè)互聯(lián)網(wǎng)”目標(biāo)，它將與全球現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)并存，利用量子力學(xué)定律更安全地共享信息，并連接新一代計(jì)算機(jī)和傳感器。

　　量子技術(shù)尋求利用原子、光子和電子的不同性質(zhì)來建造更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和其他處理信息的工具。量子互聯(lián)網(wǎng)依賴于呈現(xiàn)量子狀態(tài)的光子，這種狀態(tài)被稱為“糾纏”，這使得它們可以在沒有物理連接的情況下遠(yuǎn)距離共享信息。

　　芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院教授、阿貢國家實(shí)驗(yàn)室資深科學(xué)家大衛(wèi)·奧沙洛姆(David Awschalom)稱，量子互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目是美國量子研究計(jì)劃的支柱。他說：“這是一項(xiàng)新技術(shù)的誕生，它正引發(fā)一場全球性的競爭。地球上每個(gè)大國都推出了量子計(jì)劃，因?yàn)榍闆r越來越明朗，它會有很大的影響。”

　　除了美國，中國也在量子技術(shù)上投入巨資，該領(lǐng)域可能會改變信息處理方式，并為主導(dǎo)該領(lǐng)域的國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)和國家安全優(yōu)勢。歐洲也在熱衷于進(jìn)行這項(xiàng)研究。美國能源部及其 17 個(gè)國家實(shí)驗(yàn)室將構(gòu)成該項(xiàng)目的骨干。

　　目前還不清楚這個(gè)項(xiàng)目的確切資金來源，美國能源部周四沒有宣布該項(xiàng)目所需的資金。該機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)科學(xué)事務(wù)的副部長保羅·達(dá)巴爾(Paul Dabbar)在接受記者采訪時(shí)表示，聯(lián)邦政府每年在量子信息技術(shù)上的投資約為 5 億至 7 億美元，這表明其中部分資金將用于新的量子互聯(lián)網(wǎng)。達(dá)巴爾還稱，未來可能會有更多關(guān)于該項(xiàng)目資金來源的信息宣布。

　　芝加哥地區(qū)費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室(Fermilab)量子科學(xué)負(fù)責(zé)人帕納喬蒂斯·斯彭祖里斯(Panagiotis Spentzouris)在接受采訪時(shí)表示，執(zhí)行周四公布的藍(lán)圖需要更多的資源和更清晰的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)。這份長達(dá) 38 頁的文件列出了要瞄準(zhǔn)的研究重點(diǎn)和里程碑，但沒有將詳細(xì)任務(wù)分配給特定的各方。

　　研究人員表示，量子互聯(lián)網(wǎng)的初始用戶可能包括尋求更安全地發(fā)送數(shù)據(jù)的國家安全機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)和醫(yī)療保健公司。由于光子和其他量子比特的性質(zhì)，這些網(wǎng)絡(luò)承諾更安全，有些人甚至認(rèn)為其永遠(yuǎn)無法被劫持。科學(xué)家說，任何試圖觀察或干擾這些粒子的行為，那會自動改變它們的狀態(tài)，進(jìn)而破壞正在傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

　　量子互聯(lián)網(wǎng)還可以用來連接各種量子計(jì)算機(jī)，幫助提高它們的總計(jì)算能力。阿貢國家實(shí)驗(yàn)室資深科學(xué)家奧沙洛姆說，量子計(jì)算機(jī)仍處于開發(fā)的早期階段，還沒有經(jīng)典計(jì)算機(jī)那么強(qiáng)大，但通過量子互聯(lián)網(wǎng)將它們連接起來，可能有助于加快它們在解決復(fù)雜問題上的采用，比如尋找新的藥物發(fā)現(xiàn)或新的高科技材料研發(fā)等。

　　費(fèi)米國家加速器實(shí)驗(yàn)室(Fermilab)量子科學(xué)負(fù)責(zé)人斯彭祖里斯說，最終消費(fèi)者可能也會進(jìn)入量子互聯(lián)網(wǎng)，購買信用卡信息被黑客攻擊風(fēng)險(xiǎn)較小的產(chǎn)品，或者發(fā)送和接收健康記錄或社保號碼等敏感個(gè)人信息。他說，消費(fèi)者在購物和發(fā)送信息時(shí)，可能會在常規(guī)互聯(lián)網(wǎng)和量子互聯(lián)網(wǎng)之間無縫對接，而不一定知道他們正在切換平臺。

　　周四，伊利諾伊州州長杰伊·羅伯特·普利茨克(J.B.Pritzker)和芝加哥市長洛里·萊特福特(Lori Lightford)都在宣布這個(gè)消息時(shí)發(fā)表了講話，表達(dá)了希望量子技術(shù)將給該市科技界帶來溢出效應(yīng)的跡象，這是量子技術(shù)可能帶來潛在經(jīng)濟(jì)回報(bào)的一個(gè)跡象。該地區(qū)的大學(xué)和實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)建立了芝加哥量子交易所，試圖加快創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

　　量子互聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)組成部分已經(jīng)在各個(gè)國家實(shí)驗(yàn)室啟動并運(yùn)行。在芝加哥地區(qū)，阿貢國家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)建立了接近 84 公里長的量子網(wǎng)絡(luò)，不久將連接到附近的費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室，以建立全長超過 128 公里的試驗(yàn)平臺。在紐約，石溪大學(xué)和布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室(Brookaven National Lab)已經(jīng)建立了另一個(gè) 128 公里長的量子網(wǎng)絡(luò)。

　　斯彭祖里斯表示，他們的計(jì)劃是使用光纜、衛(wèi)星和安裝了量子通信硬件的無人機(jī)，在全國范圍內(nèi)慢慢連接這些本地網(wǎng)絡(luò)。研究人員說，仍然需要開發(fā)一種名為量子中繼器的關(guān)鍵硬件，以遠(yuǎn)距離放大量子網(wǎng)絡(luò)的信號。

　　阿貢國家實(shí)驗(yàn)室資深科學(xué)家奧沙洛姆強(qiáng)調(diào)，美國需要采取更多措施培養(yǎng)新一代量子工程師。他說：“當(dāng)你詢問科技公司，他們對量子信息技術(shù)的頭號擔(dān)憂是什么時(shí)，到目前為止，他們最擔(dān)心的是缺少專業(yè)人才。”這些公司也在問他：我們到哪里去招聘成千上萬的量子工程師？