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重磅!美国能源部公布量子互联网蓝图 花10年打造“几乎无法入侵的网络”
2020-08-04 08:32  点击数:

在近来芝加哥大学的一个新闻发布会上,美国能源部(DOE)发布了一份陈述,其间列出了一个国家ag88环亚娱量子网络的展开蓝图战略,提出期望美国成为全球量子通讯范畴的领头羊。

在全球各地,人们正在构成一致,以为运用量子力学进行沟通的体系是21世纪最重要的技能前沿之一。科学家们现在信任,在未来十年内,制作一个原型将指日可下。

量子传输的一个重要特征是信息传输时难以被偷听,科学家方案借此来树立一个“简直不行破解的网络”。

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本年2月,美国能源部(DOE)国家试验室、大学和工业界在纽约举办会议,拟定了国家量子互联网的战略蓝图,列出了需求完结的根本研讨,并描绘了其间的工程和规划妨碍,设定了近期方针。

美国能源部长Dan Brouillette表明:“能源部为在国家量子互联网的展开中发挥重要作用而感到骄傲。”“经过构建这种新式的新技能,美国将持续致力于坚持和扩展咱们的量子才能。”

美国能源部的17个国家试验室将成为未来量子互联网的支柱。量子互联网将依托量子力学规律,以史无前例的安全方法操控和传输信息。量子互联网现在正处于展开的初级阶段,它或许成为一个安全的通讯网络,并对科学、工业和国家安全的要害范畴发生深远影响。

在芝加哥区域,树立这样一个互联网的要害步骤现已发动,那里现已成为全球抢先的量子研讨中心之一。本年2月,来自伊利诺斯州勒蒙特的能源部阿尔贡国家试验室(Argonne National Laboratory)和芝加哥大学的科学家们在芝加哥市郊让光子羁绊在一个52英里长的“量子环路”中,成功地树立了美国最长的陆基量子网络之一,一时引起轰动。

该网络将很快与美国能源部坐落伊利诺斯州巴达维亚的费米试验室(Fermilab)衔接,树立一个80英里的三节点试验台。

芝加哥大学校长罗伯特·j·齐默(Robert J. Zimmer)表明:“芝加哥大学、阿尔贡国家试验室和费米试验室在常识和技能方面的联合领导方位,让芝加哥在展开量子信息技能的全球竞赛中占有了中心方位。”“这项作业需求界说和树立全新的研讨范畴,以及技能运用的新前沿,然后进步国际各地许多人的日子质量,并支撑咱们的城市、州和国家的长时间竞赛力。”

费米试验室主任奈杰尔·洛克耶(Nigel Lockyer)说:“几十年后,当咱们回忆量子互联网的初步时,咱们将能够说开始的衔接点就在芝加哥——在费米试验室、阿贡试验室和芝加哥大学。”“作为现有科学生态体系的一部分,美国能源部国家试验室处于促进这种整合的最佳方位。”

一系列共同的才能

量子传输的一个特点是,当信息在不同地址之间传递时,很难偷听到它们。科学家们方案运用这一特性来树立一个“简直不行破解的网络”。前期采纳者或许包含银行和医疗服务等职业,,也有望在国家安全和飞机通讯范畴“大显神通”。终究,在移动电话中运用量子网络技能或许会对国际各地个人的日子发生广泛影响。

科学家们也在探究量子互联网怎么加快海量数据的交流。该陈述称,假如这些组件能够组合和缩放,社会或许处于数据通讯打破的风口浪尖。

最终,创立超活络的量子传感器网络能够让工程师更好地监测和猜测地震——这是一个长时间而难以实现的方针——或许查找石油、天然气或矿产的地下矿产。这种传感器还能够运用于医疗保健和成像范畴。

多个试验室、多个组织共同努力

事实上,早在2018年末,美国就公布《国家量子建议法案》(National Quantum Initiative Act)。到本年2月份,美国白宫网站又发布了一份《美国量子网络战略设想》,提出美国将拓荒量子互联网,保证量子信息科学惠及群众。

而未来要创立一个老练的量子互联网原型,将需求美国联邦组织——包含美国能源部、国家科学基金会、国防部、国家标准与技能研讨所、国家安全局和美国宇航局——以及国家试验室、学术组织和工业界之间的亲近和谐。

该陈述列出了4个要害的研讨方针,包含为量子互联网供给根底性积木、整合集成多个量子网络设备,为量子羁绊创立中继、开关和道路,以及量子网络功用的纠错。然后,要把这个全国性的网络付诸施行,还有5个要害的施行节点:在现有光纤网络上验证安全的量子协议,在学校或城市间发送羁绊信息,扩展城市间的网络,最终在州间扩展运用量子“中继器”扩大信号。

“量子网络的根底取决于咱们的才能正是在原子标准组成和处理问题,包含单个光子的操控,”芝加哥量子交易所的主任David Awschalom表明。“咱们的国家试验室具有国际一流的设备,能够用亚原子分辨率对资料进行成像,还有最先进的超级计算机来模仿资料的行为。这些强壮的资源对加快量子信息科学和工程的展开至关重要,并与学术和企业协作伙伴领导这一快速展开的范畴。”

“除了咱们与芝加哥大学的协作,费米试验室还与Argonne、加州理工学院、西北大学和科技草创公司协作开发这种架构,并逐渐布置和衔接横跨芝加哥市的量子通讯节点。”用不了多久,在这第二组协作者的协助下,咱们就能在一个大都市网络中远间隔传输数据了。”“这份蓝图很重要,它告知咱们怎么在全国范围内展开这项作业。”

翻译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来历:https://scitechdaily.com/u-s-department-of-energy-unveils-blueprint-for-quantum-internet/

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