美国量子计算机都搞出来了,为啥不发量子通信卫星?

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星宇飘零2099

2019年01月05日·优质科学领域创作者

美国可能是申请不到经费吧。也有可能是技术不达标,像几年前日本也发射过量子实验卫星,但那个是典型的技术不达标,完全不能用于加密,因为它不能发射和接收单光子,只能发射和接收一束光子,这样是没法用来做密钥的。

中国在单光子和纠缠光子制备技术上是全球领先的,美国都赶不上,这真不是夸口。所以很多量子实验都是中国率先搞出来,比如反事实通信。而在量子计算机领域的多光子纠缠也是中国领先,国外的量子计算机都没有用纠缠光子。



至于中国在这方面为什么这么牛,江湖传闻是中国掌握了世界上最好的光学晶体制造技术。量子实验里的单光子和纠缠态光子制备都是通过激光照射特殊晶体实现的,找到适合的晶体就会提高光子制备的成功率,而中国现在掌握了可能是世界上最好的光学晶体技术。




但随着中国量子实验卫星的成功,很多国家和机构都在规划设计发射量子卫星了,据了解美国也有计划发射量子卫星,NASA已发布了空间量子实验白皮书,已经计划研发量子卫星了。

目前在这方面我国毫无疑问处在国际领先地位,至于这种领先优势能持续多久就不好说了,只要国外没有得到比我们更优质的光学晶体,估计这种优势就能持续。现在网络上黑我国量子保密通信的人不少,其中很多可能就是多年以来国外月亮比国内圆的惯性思维吧,觉得美国技术这么牛都不搞,全世界就中国搞,肯定是不靠谱。现在持这种思想的人可以去了解一下,现在西方国家已经一窝蜂开始搞量子卫星了。这其中包括多国组成的欧洲空间局、还有独自的德国、意大利、日本、英国和新加坡。。。如果现在还以为只有我国在搞量子卫星就OUT了。╮(╯_╰)╭

弄科学潮星地

2019年07月19日

量子通信卫星保密性这么强,事事都争先的美国为什么不发量子卫星?

那就是一个原因,军事大国的美国也无能为力。


量子通讯近几年发展迅速,世界各国的量子卫星的水平都不同。作为军事大国的美国,量子科技水平也遥遥领先其他国家。就在今年3月,美国的国际商业机器公司IBM正式提出了量子摩尔定律:计划以后每年的量子计算机的量子体积增加一倍,2020年实现量子霸权。

但,声称在2020年实现量子霸权的美国却不知道怎么制造量子通信卫星,而这项量子卫星在2016年就由我国成功发射了。

量子卫星不是那么容易发射的

量子通讯卫星是很多国家都喊着要研制的。因为量子卫星具能借助卫星平台,实行星地快速量子密钥分发的实验。并能在密钥分发的前提下实行大范围的密钥网络实验,以能在空间量子通讯实用性取得大突破。在空间上实行量子纠缠分发、及量子隐形传态实验,进行空间量子力学完备性检验的实验研究。

美国作为一个资本主义国家,凡事都以利开头,无利不往。他们在计划要研制量子卫星时,发现量子通信的抗干扰能力弱,即使发射成功也充满变数,而能干扰量子通信的电磁脉冲却成本低廉。就像花了一个亿买来的一条大轮船却被五毛钱的一颗铁钉给破坏了一样。

于是美国思前想后,决定放弃需要大量人力物力才能研制的量子卫星,将经费转移到其它科研项目上。如果他们发现量子卫星前景比预期的喜人,他们就会奋起直追,有信心赶超率先发射量子卫星的中国。

我国的量子通信实验卫星“墨子号”在2016年8月16日成功发射,实现了千公里级的双向量子纠缠分发,在2019年1月荣获2018年度克利夫兰奖。

不知美国将如何赶超?

看风景的蜗牛君

2018年08月15日

谢谢邀请。提出这个问题,估计题主是觉得美国在所有的领域都是领先的,中国大力投入做但美国不做,肯定是因为中国做的这件事有大坑,美国故意不做的。其实并不是这个样子的,中国深谙“落后就要挨打”的道理,所以在科研上投入特别大。虽然中国目前的确还有很多地方很落后,但在一些方面已经走到了国际前列甚至国际领先的位置,量子通信卫星就是这样。对于量子通信来说,难度很大、投入很高,中国掌握了先进技术,又有相关的经费支持,自然走在了世界前列。

虽然看起来中国量子通信卫星实验搞得很顺利,但其实中间的技术难度非常大,国家有很多单位一起参加公关协作,最终才实现了这样的结果,背后是许许多多科研工作者很多个日日夜夜辛苦劳作才得到的。

直率见闻

2022年09月24日

不要为难美国,目前全球只有中国有量子卫星通讯技术,美国没有这个技术,他想发也发不了啊。



量子通讯有两条路线

第一、有线量子通讯

有线量子通讯指的是利用光纤来输送量子进行通讯,目前全球大部分国家在搞的量子通讯都是有线量子通讯。

美国有线量子通讯的情况。

美国从1989年开始搞有线量子通讯,是全球第一个实现32米传送距离的国家。(实验路线)

2003年美国有线量子通讯距离拓展到29公里。(实验路线)

2006年美国有线量子通讯距离拓展到107公里。(实验路线)

目前美国最长距离的有线量子通信距离为141公里,是布鲁克海文实验室与石溪大学之间的量子通讯实验路线。(两地之间的物理直线距离是20公里)

中国有线量子通讯的情况。

2001年,中国量子通讯学家潘建伟回国建立起了中国量子实验室。

2010年潘建伟实现了量子隐态通讯距离为16公里。

2021年潘建伟与济南技术研究院合作采用两种方案,分别实现了428公里和511公里的双场量子密钥分发。

第二、无线量子通讯

无线量子通讯只有中国研究。

2003年潘建伟就开始探索在自由空间实现更远距离的量子通讯。

2005年潘建伟就实现了13公里的量子纠缠分发和量子通讯。

20016年墨子号量子卫星上天。



量子通讯为什么这么难搞?

主要是量子在相干状态下传输的距离都不远,在所有的量子中,光量子是最好的飞行量子比特。

但即便是光量子,它在光纤中每传输15公里就会损失一边,而传输200公里后,它就剩下万分之一。

这就是为什么美国作为全球搞有线量子通讯最早的国家,搞了这么长时间才实现141公里的量子通讯距离的原因,实在是太难了。

关于无线量子通讯,中国是第一个提出的,我们提出后没有犹豫,直接砸钱搞,所以我们现在搞成功了。

我们成功的原因,是因为我们的科技人员搞出两套装置。

一个套是光子发射装置,就是能够发射高质量光量子的装置。

另外一套是光量子扫描和探测装置,可以扫描到上千公里高空中发射中的光量子,并且进行识别和接收。


量子计算机和量子通信是两码事。

量子计算主要是利用量子比特进行计算,所以只需要在量子比特数量上进行突破,就可以提高量子计算的性能。

量子通讯主要突破的方向是量子在相干状态下传输的距离,所以需要不断地研究如何让量子在相干状态下走得更远。

美国搞量子计算机主要拥有超导电子作为量子,这种量子不适合搞量子卫星。

因为所有量子中,只有光量子在穿透大气层的时候能量损耗最小。

电量子穿透大气层,可能穿着、穿着就没有了,因此美国用来搞量子计算机的超导电量子,是不合适用来搞量子卫星的。



结语

当前是全球量子通讯网络竞争的时代,美国准备搞一套有线的全球有线量子通讯网络,继续掌握全球网络的主导权。

我们中国正在测试卫星量子通讯网络,也准备搭建一套全球量子卫星通讯网络。

所以大家都在争分夺秒。

魂舞大漠

2019年05月02日

在前缘科技工程技术应用领域,特别是在军事技术领域,作为科技第一强国的美国,完全建立了自己的绝对军事优势,没人怀疑,亦不容置疑。要说量子通信,美国理论研究毫不落后,甚至不遑多让,也是领先的,但作为技术实践,这一次还真是落了一次单,拉在了后面。凡是正直的科学家都是承认的,波士顿大学的量子研究者认为,这个实事的确让人激动,中国走在了前面。英国剑桥量子教授对中国所取得的成就也大感兴奋。加拿大量子科技人员评价,中国成为领跑者。他们普遍认为我们在安全通信领域迈出的重要的第一步。为此,美国科学促进会把2018年的克利夫兰奖,授予了中国的量子研究团队。实事胜于雄辩,爱抬杠的人注意了,这一步,我们先。嘻嘻。

杂音也不少。那是因为参进来更多复杂的情感,心理上不大愿意接受,话说得不少,无论夸口再怎么欺人,关于单光子和纠缠光子制造方面,只有在我们才能看到。早在2005年,我们实现的是,13公里内自由空间量子纠缠和密钥的分发实验,穿透大气层以后,可以有效保持,除了我们,没有哪一个能实现。针对杂音和批评,我们的发言人说了,不能只允许自己发展,容不得他人进步呀。我们还说了,欢迎展开更多国际合作,也见包容与胸襟。

美国不是不想搞。理论上没有完成突破,关于双向量子纠缠分发实验,尚处于空白阶段,政客嘴硬只能证明一件事,心理有点小恐慌。技术应用,走到实验这一步,搞得很成功,下一步无疑要展开应用,2017年有了第一个用户。本来说好的一年,现在看,两年也没有问题。成果令人惊喜,同时招来满满的羡慕嫉妒恨呢。关于军事,魂舞大漠的看法,以为为时尚早。