新华社北京8月16日电 中国16日成功发射全球首颗量子科学实验卫星，使得量子信息技术再次进入聚光灯下。国际学术界著名的《自然》网站相关报道说，在这场“特殊的太空竞赛”中，中国“迈出了一大步”。
放眼全球，欧盟4月宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目，迎接“第二次量子革命”；美国白宫7月建议加大对量子信息科学的投入，称这是“国家的挑战与机遇”。
第二次量子革命
大约一百多年前，我们生活在一个很正常、经典的宇宙里，一切都合乎常情，没有什么奇怪表现。随后，量子理论出现了。
突然间，事物的表现不再总是合乎一个理性的人的料想了。在微观尺度上，一个粒子可以同时处于两个地方，甚至可以同时向两个不同的方向运动。而且粒子之间可以互相纠缠——通过某种方式即时地远程感知、影响对方。
起源于1900年普朗克所提理论的量子力学，描述了这些看似魔法的物理现象。这套理论不断获得实验支持，在一百多年里催生了许多重大发明——原子弹、激光、晶体管、核磁共振、全球卫星定位系统等，改变了世界面貌。欧盟今年4月宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目，在公告中称上述成果为“第一次量子革命”。
量子信息技术是量子力学的最新发展，代表了正兴起的“第二次量子革命”。在量子信息技术中，最具代表性的是量子通信和量子计算。中国的量子卫星就是全球领先的量子通信实验平台，不过在重点介绍量子通信之前，先来看看量子计算的威力。
依照量子理论研发的量子计算机将具有强大的计算能力，速度快过传统计算机亿万倍。其原因之一是，传统计算机中的每个比特位只有0和1两种状态，而一个量子比特位可以有多个状态。美国航天局、谷歌公司等机构在2015年宣布，合作开发的D-Wave量子模拟机对某些问题的求解速度已达到传统计算机的1亿倍。虽然这还不被国际学术界认为是真正的量子计算机，但量子计算的巨大潜力已然展露无遗。
量子攻防战
量子计算给保密带来了巨大挑战。中科院量子卓越创新中心的陆朝阳教授告诉新华社记者，现在国防、金融等领域广泛使用的通信密码都是基于数学上的计算复杂度，等到大规模量子计算机真正面世的时候，在超强的计算能力面前，这些密码系统就都会失效。
打个比方，量子计算便如可攻破一切传统保密系统的“利矛”。
“上帝关闭了一扇门，但又打开了一扇窗，”陆朝阳说，同样源自量子理论的量子通信技术又为保密提供了新手段。它的基础是物理规律，比如在用一个光量子传递信息时，由于单光子已是最小单元，窃听者无法通过截取“半个光子”来获取信息；而窃听者试图对这个光子的状态进行测量时，量子测不准原理又导致这个光量子的状态发生改变，这使窃听必然被察觉并被通信双方规避。客观物理规律是没有人能改变的，也就是说，量子通信成为保密领域新的“坚盾”。
目前，量子通信的主要应用方式是量子密钥分配，也就是俗称的量子密码，即用量子通信方式来传输密码。此外，还有一个探索中的前沿领域是量子隐形传态，它利用量子纠缠原理，可以瞬间把量子态传输到遥远地点，接近于一些科幻小说中描写的“远程传送”。
新一轮科技竞赛
“我相信量子技术在21世纪的重要性可与上个世纪的曼哈顿计划相比，”中科院量子卓越创新中心主任、中国量子卫星项目首席科学家潘建伟院士说。也就是说，量子技术可能像曼哈顿计划造出原子弹那样改变世界格局。
