量子科技帮助理解人类智慧

与经典力学相比，量子力学所描述的微观粒子具有量子叠加的特性。如果把量子叠加扩展到多个粒子，就会产生“量子纠缠”现象。结合量子调控和信息技术，量子信息这一新兴学科便由此产生。

中国科学院院士潘建伟介绍，量子信息包括量子通信、量子计算和量子精密测量等三方面的应用，可以在确保信息安全、提高运算速度、提升测量精度等方面突破经典技术的瓶颈。以量子信息技术为代表的量子科技迅速发展，使人类迎来了第二次量子革命。经过多年努力，目前量子保密通信和量子雷达进入实用化阶段，也有了相关产品，其他的量子技术离产业化和商业化还需要一定的时间。

量子通信包括两种最典型的应用方式，一种是量子密钥分发，另一种是量子隐形传态。量子密钥分发是利用单光子的量子态来加载信息，通过一定的协议来产生密钥，量子力学的基本原理保证了密钥的安全。量子隐形传态是利用量子纠缠，把量子态从一个粒子传送到另外一个粒子，而不用传送信息载体本身。对量子信息研究而言，量子隐形传态可以连接量子信息处理单元来构建量子网络，同时也是实现远距离量子密钥分发的重要环节。

潘建伟指出，量子计算的发展有三个阶段。第一阶段，需要针对某一些特殊问题制造一台比目前最快的超级计算机还要快的机器，这被学术界称为“量子优越性”。这一目标需要能够相干操纵大概50 个量子比特。第二阶段，希望能够操纵数百个量子比特，实现专用的量子模拟机，从而解决如复杂物理体系机制等的实实在在的问题。第三阶段，需要可以计算很多问题的可编程的通用量子计算机。不过，这一步大概还需要20年甚至更长的时间。

从长远来看，量子计算可能在人工智能方面有很重要的应用。无论经典的人工智能发展到何种程度，人们仍然觉得这是一部机器，或是一个机器人，它不可能完全像人类大脑一样去思考，而量子力学第一次把观测者的意识与物质的演化结合起来。因此，有科学家猜测，人类大脑的运行机制可能与量子计算机有一些相通之处。相信，量子计算的发展也许可以帮助人们更好地理解人类的智慧。