外媒：欧洲加速推进量子互联网建设

2023-10-14

欧洲《现代外交》网站10月12日刊登《创建新型互联网的竞赛已经开始》，作者 乔纳森·奥卡拉汉：

奥地利因斯布鲁克大学朝着创建一种新型互联网迈出了重要的一步：利用量子物理学原理，沿着50公里长的光纤传输了信息。

量子物理学中的信息不同于计算机存储和处理的数据单位——二进制数字。当前万维网的核心就是二进制数字。量子物理学领域涵盖了分子、原子甚至更小的粒子(比如电子和光子)的性质和相互作用。

量子比特有望更安全地传输信息，因为这些粒子会因观察和测量行为而发生变化。这意味着，窃听者肯定会被发现。

在城市内创建量子互联网看来可行。目标将是，实现信息在城市间更远距离的传输。

这是欧盟一个研究项目。旨在加速实现创建量子互联网的目标。将在3年半的时间里获得2400万欧元的欧盟资金。

量子互联网并不是要取代传统的互联网，而是要与其合作。

量子物理学中的一个重要概念是纠缠。如果两个粒子纠缠在一起，则无论它们的距离有多远，它们都将具备相似的特性——例如，它们都有相同的“自旋”测量值，这是粒子自旋方向的量子版本。

在被观察之前，粒子的自旋状态是不明确的。此前，它们处于被称为叠加态的多种状态。

但当其中一个粒子被观察时，两个粒子的状态就都变成已知的了。

这在安全通信领域很有用。侵入量子传输系统的人会留下明显的痕迹，因为他们的行为会导致被观察粒子的状态发生变化。

利用量子纠缠的特性来获得一种安全的通信方式，即使攻击者拥有量子计算机，这种通信方式多半也是安全的。

量子互联网提供的安全通信方式可能开辟广泛得多的应用领域，远远超出传统互联网的范畴。

天文学是可能受益的领域之一。执行远距离观测任务的望远镜可以“利用量子互联网来让传感器与传感器发生纠缠，以便生成清晰得多的天空图像”。

量子互联网为精确测量空间和时间以及研究世界和宇宙的运行方式提供了一系列新的可能性。

现在，关键是要设法扩大量子互联网的规模。不仅仅是单个粒子之间的通信，还有一串粒子(这一次是光子)之间的通信，后者可以提高量子节点之间的纠缠速率。

如果你一次只发送一个光子，那么在光子行进时，你必须等待。如果能一次制造出一长串光子，就能在想要的距离间提高量子节点之间的纠缠速率。

最终目标是，提升量子节点之间的距离(也许达到500公里)，并创建一个可以将相距遥远的城市连接起来的量子互联网原型——就像传统的互联网依靠不同节点来创建全球互联网一样。

专用量子互联网可能最早在2029年就会出现，专家们不愿随意猜测完全版量子互联网何时可以得到广泛利用。

随着量子互联网联盟推动量子互联网零部件和系统的研发，欧洲也致力于开发量子计算机。

2023年6月，欧洲高性能计算联合体宣布，欧洲六国将拥有量子计算机【捷克、法国、德国、意大利、波兰和西班牙】。量子计算机预计将具备史无前例的计算能力，其诸多用途包括破解加密算法。在2030年前，最常用加密系统中的半数将被破解。

近年来，中国和美国在量子计算和量子互联网方面也都取得了进展。