美国宣布开发量子互联网计划，永不被劫持，黑客一词或将成为历史

近十年来，最热门的一个词估计就是量子了，除量子纠缠、量子通信、量子计算机外，还有很多量子的应用。比如说量子烫发、量子鞋垫、量子内裤……好吧，我们说正经的，据外媒报道，美国政府和科学家近日公布量子互联网计划，预计未来十年内投入使用。

美国宣布量子互联网

其实这不是美国第一次提出量子网络的概念，在2020年2月份的时候，美国政府在《美国量子网络战略构想》里面，就提到要研究量子网络相关技术。在这份《美国量子网络战略构想》文件中，描述了一个由量子计算机和其他量子设备组成的庞大量子网络。量子互联网将催化出很多新兴的技术，从而推动互联网领域的加速发展，并提高网络通信的安全性，并使计算技术领域发生巨大变革。

美国量子网络战略构想

本次宣布的量子互联网计划，其主要研发中心将置于美国芝加哥，美国官员和科学家在这座城市（芝加哥）公布了他们构思的“第二个互联网”宏伟目标。据了解，量子互联网并不会排斥现有的传统互联网，而是将与之并存，但会提供更安全的方式来发送和处理信息。芝加哥大学教授、阿贡国家实验室资深科学家David Awschalom称：“这是一项新技术的诞生，它正引发一场全球性的竞争。地球上每个大国都推出了相应的量子计划，因为情况越来越明朗，它会产生巨大的影响。”

墨子号量子加密通信实验

量子技术源于量子力学、遵循量子力学规律，主要利用量子状态光子下产生的一种叫做“量子纠缠”效应进行信息传递的新型的通讯方式，具有保密性强、大容量、远距离传输等优点。当然，量子通信是一种全新通信方式，与传统传输经典信息不同，量子通信是量子态携带的量子信息。此外，量子通信也称为量子隐形传送，与传统传输方式需要载体不同，它不需要载体来传播信息，因此将可以在没有物理连接的情况下实现远距离信息共享。

量子纠缠实示意

通讯的最重要几个因素，延迟性、稳定性、安全性及保密性在量子网络上均可以得到提升，特别是在通信安全性方面。据相关人员表示，由于光子和其他量子比特的性质，基于量子通信的量子互联网将更加安全，甚至有人认为其永远无法被劫持。从量子力学角度看，量子纠缠传输过程是无法被“观察”的，任何试图观察或干扰这些粒子的行为，都会改变量子纠缠的状态，从而破坏正在传输的信息。因此，随着量子互联网的到来，或许宣布这网络黑客一词将成为历史。

网络黑客

当然，除了上述优点外，量子互联网对于提高现有计算机算力有很大帮助。阿贡国家实验室资深科学家奥沙洛姆说，虽然现在的量子计算机还没有经典计算机那么强大，但通过量子互联网将它们连接起来，就可以大大提高它们的运算能力，加快它们在解决复杂问题上的应用，比如寻找新的药物研发或发现新的高科技材料等。

谷歌量子计算机

目前，美国的量子互联网实验已经取得一定的进展，各个组成部分已经在美国各个国家实验室启动并运行。据了解，当前阿贡国家实验室在芝加哥就已经建立了接近84公里长的量子网络，不久将连接到附近的费米实验室，以建立全长超过128公里的试验平台。在纽约，石溪大学和布鲁克海文国家实验室已经建立了另一个128公里长的量子网络。

量子互联网概念设备

关于量子网络的通信硬件，目前美国计划是使用仍是光缆、卫星和安装了量子通信硬件的无人机等，在全美国范围内慢慢连接这些本地网络，逐步形成一个大网络。预计未来几年，美国国内将出现跨洲际的量子“局域网”。但是据研究人员说，当前还需要开发一种叫做“量子中继器”的关键硬件，用于远距离放大量子网络的信号。

欧洲量子网络研究

目前美国要加快量子互联网的进展，除了需要投入大量资金外，还有一个紧迫问题，那就是人才的需求。该领域需要成千上万的量子领域科学家及工程师，对于美国来说，这是一项巨大的挑战。

当然，全世界不仅仅是美国在进行该领域的投入和研究。中国、俄罗斯、欧洲等世界大国都在该领域进行了大量投入和研究，预计在不久的将来，量子网络将真正的出现在我们眼前，掀起新的一轮信息革命！