量子科技幫助理解人類智慧

與經典力學相比，量子力學所描述的微觀粒子具有量子疊加的特性。如果把量子疊加擴展到多個粒子，就會產生“量子糾纏”現象。結合量子調控和信息技術，量子信息這一新興學科便由此產生。

中國科學院院士潘建偉介紹，量子信息包括量子通信、量子計算和量子精密測量等三方面的應用，可以在確保信息安全、提高運算速度、提升測量精度等方面突破經典技術的瓶頸。以量子信息技術為代表的量子科技迅速發展，使人類迎來了第二次量子革命。經過多年努力，目前量子保密通信和量子雷達進入實用化階段，也有了相關產品，其他的量子技術離產業化和商業化還需要一定的時間。

量子通信包括兩種最典型的應用方式，一種是量子密鑰分發，另一種是量子隱形傳態。量子密鑰分發是利用單光子的量子態來加載信息，通過一定的協議來產生密鑰，量子力學的基本原理保證了密鑰的安全。量子隱形傳態是利用量子糾纏，把量子態從一個粒子傳送到另外一個粒子，而不用傳送信息載體本身。對量子信息研究而言，量子隱形傳態可以連接量子信息處理單元來構建量子網絡，同時也是實現遠距離量子密鑰分發的重要環節。

潘建偉指出，量子計算的發展有三個階段。第一階段，需要針對某一些特殊問題制造一臺比目前最快的超級計算機還要快的機器，這被學術界稱為“量子優越性”。這一目標需要能夠相干操縱大概50 個量子比特。第二階段，希望能夠操縱數百個量子比特，實現專用的量子模擬機，從而解決如復雜物理體系機制等的實實在在的問題。第三階段，需要可以計算很多問題的可編程的通用量子計算機。不過，這一步大概還需要20年甚至更長的時間。

從長遠來看，量子計算可能在人工智能方面有很重要的應用。無論經典的人工智能發展到何種程度，人們仍然覺得這是一部機器，或是一個機器人，它不可能完全像人類大腦一樣去思考，而量子力學第一次把觀測者的意識與物質的演化結合起來。因此，有科學家猜測，人類大腦的運行機制可能與量子計算機有一些相通之處。相信，量子計算的發展也許可以幫助人們更好地理解人類的智慧。