大家好，今天小編關(guān)注到一個比較有意思的話題，就是關(guān)于中國量子領(lǐng)域新突破的問題，于是小編就整理了4個相關(guān)介紹中國量子領(lǐng)域新突破的解答，讓我們一起看看吧。

1. 量子芯片華為真的突破了嗎？
2. 據(jù)說量子芯片已取得重大突破，什么時候能應(yīng)用到手機和電腦上？
3. 量子領(lǐng)域的突破會是人類基礎(chǔ)科學(xué)的再一次革命嗎？
4. 谷歌在量子計算機領(lǐng)域已取得重大突破，量子時代離我們還有多遠？

量子芯片華為真的突破了嗎？

華為量子芯片的突破還有待進一步確認。華為宣稱他們的量子芯片已經(jīng)實現(xiàn)了超越經(jīng)典計算機的性能，但沒有公開詳細數(shù)據(jù)或技術(shù)細節(jié)。而且，該突破也需要與其他量子計算機進行比較與確認。所以，在科學(xué)界確認該突破之前，我們需要保持謹慎。

據(jù)說量子芯片已取得重大突破，什么時候能應(yīng)用到手機和電腦上？

首先，感謝去年獲得國家自然科學(xué)一等獎、世界物理十大突破之首以及今年準備發(fā)量子通信衛(wèi)星的潘院士，估計現(xiàn)在很多人對『量子』的概念如雷貫耳，不過也可能大多數(shù)人還是概念模糊。而到了『量子計算機』，估計又感覺神乎其神了，實際上，我們今天要做的第一件事就是將量子計算機拉下神壇，因為只有不吹噓它才能正視它。

量子計算機是基于量子力學(xué)中的疊加原理和量子糾纏等性質(zhì)來進行數(shù)據(jù)計算的計算機，在密碼學(xué)、科學(xué)模擬、大數(shù)據(jù)處理等科研機構(gòu)、企業(yè)和政府的應(yīng)用方面具有經(jīng)典計算機無法比擬的優(yōu)勢的下一代計算機。

這也說明，其和經(jīng)典計算機的原理大不相同，在某些方面經(jīng)典計算機無法與之媲美，而在其他方面經(jīng)典計算機也可能遠勝量子計算機。不過，僅這幾方面的應(yīng)用，已經(jīng)吸引著全世界的政府、企業(yè)和科研機構(gòu)投入巨資研究它了。那么，怎么算是一臺能用的量子計算機呢？根據(jù)一些科學(xué)家的論文，最后可以這樣總結(jié)：

單量子比特邏輯門和雙量子比特邏輯門的保真度達到99%以上、量子比特數(shù)目達到幾十個以上、操作速度和退相干時間在合理范圍的計算機就是一臺能用的量子計算機。

這句話可能和之前的幾句話相比比較復(fù)雜，我先解釋幾個概念。量子比特，就是像經(jīng)典計算機的比特一樣，對于經(jīng)典計算機，比特數(shù)目越多，運算的數(shù)就可以越大，其能力就越強，量子計算機也是如此；量子邏輯門，就像經(jīng)典計算機的與、或、非等邏輯電路一樣，單量子比特邏輯門和雙量子比特邏輯門是組成量子計算機的基本單位；保真度達到99%，就是為了順利完成量子計算，各個邏輯門的錯誤率不能超過1%；量子比特數(shù)目，為了發(fā)揮它的性能，根據(jù)計算，數(shù)目起碼要達到30個；操作速度和退相干時間，前者越快越好，后者越長越好，我們這里就要求能用就好。

好了，知道這幾件事情之后，我們就要了解什么是『半導(dǎo)體量子芯片』。事實上，當『量子計算』這一概念被提出之后，科學(xué)家們就前赴后繼，為了在物理上和工程上實現(xiàn)它而努力。迄今為止，科學(xué)家們提出過的量子計算機的實現(xiàn)形式有很多種，最終大浪淘沙，現(xiàn)在仍活躍在nature等期刊上的主要有三種：

從左到右分別是超導(dǎo)電路、半導(dǎo)體量子芯片和離子阱。

它們迄今為止距離量子計算機實用的目標還有多遠呢？在達到99%的保真度的基礎(chǔ)上，UCSB的Martinis組（現(xiàn)在在Google）實現(xiàn)了9量子比特的超導(dǎo)量子芯片，新南威爾士大學(xué)的Andrew Dzurak實現(xiàn)了2量子比特的硅基半導(dǎo)體量子芯片（保真度有待進一步測量，據(jù)信可以達到99%），牛津大學(xué)的Lucas組實現(xiàn)了5量子比特的離子阱量子計算。

顯然，和我之前提到的能用的量子計算的要求相比，現(xiàn)在關(guān)于量子計算機器的研究還有很長的一段路要走。不過，這三種實現(xiàn)方式都非常有潛力?，F(xiàn)在最有前途的是超導(dǎo)量子芯片，它實現(xiàn)的高保真度的量子比特數(shù)目最多而且可擴展性也比較好，但是電路設(shè)計難度隨著比特數(shù)增多而增大，有待進一步努力；離子阱量子計算同樣性能優(yōu)異，其保真度是三個中最高的，但體積龐大，看圖（最右）即可以知道，小型化尚待時日；而半導(dǎo)體量子芯片在保真度和量子比特數(shù)目上雖然不如這兩種，但是它完全基于傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝，只要科學(xué)家能在實驗室里實現(xiàn)樣品芯片，其大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)理論上講就不存在問題，這是它大大超越前兩者的優(yōu)勢所在。所以，最終誰能屠龍，尚未可知。

現(xiàn)在回到半導(dǎo)體量子芯片上，作為迄今國內(nèi)唯一以量子計算機的設(shè)計為目標的研究組，中科大郭光燦院士下面的郭國平教授組現(xiàn)在主要的精力就投入到了半導(dǎo)體量子芯片的研究中。該組迄今為止的成績不完全統(tǒng)計如下（以發(fā)表文獻為準）：

1、超快單量子比特邏輯門（2013）

2、超快兩量子比特邏輯門（2015）

3、利用超導(dǎo)諧振腔實現(xiàn)了兩個石墨烯量子比特的長程耦合（2015）

4、在保持操控速度的同時提高相干時間的新型雜化量子比特（2016）

總的來說，我們在量子比特數(shù)目、操作速度和相干時間上都可以達到和國際同行相接近的水平，但是保真度還不夠高，沒有達到99%的要求，需要進一步努力。

而如今，國際上距離實現(xiàn)量子計算已經(jīng)越來越近，投入的精力和財力也越來越大，Google、IBM、微軟等大企業(yè)早已布局在這一領(lǐng)域，最近Martinis（在Google獲得了巨大支持）在他們的芯片上實現(xiàn)了分子能量的計算，應(yīng)該說邁出了量子計算的第一步；而兩量子比特的硅基半導(dǎo)體量子芯片去年也是世界十大物理突破之一，可見業(yè)界對此成就的預(yù)期，發(fā)展速度必將越來越快。沒有人能預(yù)計未來，但是很多科學(xué)家都提到了十到二十年量子計算的研發(fā)目標，Google的Martinis甚至提出『在兩三年內(nèi)造出一臺小而可用的量子計算機』。

據(jù)說傳說等于胡說八道，加亂七八糟，量子是物理學(xué)中的一個概念，比原子還小，目前最先進的電子顯微鏡也發(fā)現(xiàn)不了它存在，你怎么制作成芯片呢？只因它比原子小，制成可以穿透任何物體，人也可以長生不死了，再說芯片是考慮電子層面問題，還要提純加雜質(zhì)光刻等工藝，都是不可能完成的極限，你怎么還夢想用到電腦與手機上呢？百年后難說。

至少在十年之內(nèi)是不會運用到大眾老百姓的生活中來的，那么先進的東西肯定要運用到獨特的地方去，主要是高科技和軍事上，即使運用到電腦手機上，也不會是一般人的電腦和手機上。要實現(xiàn)大眾化與之相匹配的配套設(shè)施還得跟上才行啊。

大家把事情看小了。只盯住目前自己用的手機，自己用的電腦。手機電腦之類的東西雖然都和老百姓有關(guān)。但真正有力量的是這個量子芯片將運用于我國的5G建設(shè)上。只有在這方面的有效使用才能真正把中國的5G技術(shù)推廣的全世界。只有5G領(lǐng)先世界中國后面的AI，大數(shù)據(jù)，中國制造2025，自動駕駛汽車，全網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)等等這些才能發(fā)展下去。這些才是最最關(guān)鍵的。

已經(jīng)應(yīng)用了，三星就發(fā)布了全球首款量子芯片手機！

5月14日下晝，韓國電信巨擘SKTelecom（如下稱SKT）官方揭露與三星電子同盟的、環(huán)球首款集成了量子隨機數(shù)產(chǎn)生器（QRNG）芯片的5G手機GalaxyAQuantum面世。

SKT官網(wǎng)據(jù)韓國財聯(lián)社報道稱，這是環(huán)球第一款具備量子隨機數(shù)產(chǎn)生器（QRNG）芯片組的5G智內(nèi)行機，而且由SKT網(wǎng)頁獨有的。

售價為649000韓元（大概合國民幣3751元），知戀人士稱銷量大概到達100萬部。

以“平安”為主的芯片GalaxyAQuantum手機接納的是SKT的瑞士子公司IDQuantique開辟的SKTIDQS2Q000QRNG芯片組，它經(jīng)歷量子暗號技術(shù)生產(chǎn)隨機數(shù)并建立無法展望的平安密鑰，從而加強了裝備的平安性。SKTIDQS2Q00是天下上非常小的QRNG芯片組（2.5毫米x2.5毫米），應(yīng)用LED和CMOS圖像傳感器。QRNG芯片圖片起原：SKT據(jù)SKT官網(wǎng)說明，QRNG芯片組加強了種種軟件法式的平安性，比方SKPay，TID登錄和Initial.TID用于登錄種種在線服無。

Initial是一項區(qū)塊鏈挪動電子認證服無，可用于頒布和提交種種片面認證，而無需復(fù)制實在的片面認證。據(jù)稱，QRNG芯片組容許用戶經(jīng)歷生產(chǎn)無法破解的實在隨機數(shù)，以平安靠得住的方法應(yīng)用選擇的服無，因此不行展望。若黑客想讀取手機的數(shù)據(jù)，必需先經(jīng)由芯片的認證，才氣獲取答應(yīng)。有無技術(shù)隱患？物理學(xué)界有句俗話，“遇事未定，量子力學(xué)”。咱們每每在科幻影戲中看到它的身影，但實際中的科學(xué)家遠未控制這項技術(shù)，因此量子力學(xué)總在神學(xué)和科學(xué)之間踟躕，是間隔咱們隱秘而渺遠的事物。實際上，早在今年年SKT就推出過QRNG芯片。而GalaxyAQuantum手機，實際上即是三星GalaxyA715G的外殼，加上了一顆QRNG芯片。據(jù)虎嗅網(wǎng)報道，專家覺得QRNG危害即是隨機數(shù)仍舊是憑據(jù)算法生產(chǎn)的，因此一旦黑客找到了所應(yīng)用的算法，就非常有大概讓用戶隱衷露出在兇險之下。

三星的量子加密手機辦理計劃，即是行使CMOS圖像傳感器捕捉的光源散粒噪聲產(chǎn)生隨機序列。實際作用怎樣？量子加密手機間隔量子計較進來到實際軟件階段，仍舊非常渺遠。一名國內(nèi)某量子計較平臺企業(yè)人士顯露：“量子技術(shù)當前非常難到達軟件級別，包含量子加密通訊，量子計較就更渺遠了，當前的加密即使應(yīng)用經(jīng)典計較的加密，也充足平安，量子加密還沒有展示出實際作用?！钡?，民間當前也能夠用不上量子加密，但在其余平臺會發(fā)揚奇效。量子隱瞞通訊的環(huán)境趨勢軟件非常遼闊，除了軍事、國防平安平臺，還可用于波及隱秘數(shù)據(jù)、單子的證券、銀行、地稅等平臺。若三星的這款手機環(huán)境趨勢回響不錯的話，也會推動更多手機廠商更進這項技術(shù)，來日量子隱瞞通訊在片面平臺也或?qū)写蠓秶鷳?yīng)用。

量子領(lǐng)域的突破會是人類基礎(chǔ)科學(xué)的再一次革命嗎？

先說答案：肯定是的。

量子技術(shù)的突破將會導(dǎo)致第五次工業(yè)革命

目前5G+AI技術(shù)的發(fā)展，引發(fā)第四次工業(yè)革命，以目前的態(tài)勢來看，個人認為下一個突破應(yīng)該就是量子了。量子領(lǐng)域的突破可能會引起第五次工業(yè)革命，目前看起來這個過程還有點長，需要科學(xué)家研究突破。

量子的應(yīng)用領(lǐng)域

主要有：量子通信、量子計算、量子測算。我們可以看一下中國科技技術(shù)大學(xué)量子物理研究部的研究方向：

量子方式與傳統(tǒng)方式的區(qū)別

量子計算機和傳統(tǒng)計算機的區(qū)別

量子計算機與傳統(tǒng)計算機的區(qū)別就是核武器與常規(guī)武器的區(qū)別。在“量子霸權(quán)”階段，也就是指當量子計算機發(fā)展到50個比特時，計算能力將超越全球最快的傳統(tǒng)計算機，實現(xiàn)“稱霸”，也就是算力非常強勁，也許那個時候地震預(yù)報真的就解決了。各個終端設(shè)備都是無比的快，人類的追求已經(jīng)不是目前所不能想象的了。

量子通信與數(shù)字通信的區(qū)別

量子通信技術(shù)也不會完全取代數(shù)字通信，兩者相輔相成。比如量子秘鑰分發(fā)機制，其本質(zhì)是為了讓數(shù)字通信更安全。只有等全部傳統(tǒng)計算機被量子計算機取代后，量子隱形傳態(tài)才有用武之地。量子通信事關(guān)國家信息和國防安全。

量子測量和普通測量的區(qū)別

量子測量不同于一般經(jīng)典力學(xué)中的測量，量子測量會對被測量子系統(tǒng)產(chǎn)生影響，比如改變被測量子系統(tǒng)的狀態(tài)；處于相同狀態(tài)的量子系統(tǒng)被測量后可能得到完全不同的結(jié)果，這些結(jié)果符合一定的概率分布。量子測量是量子力學(xué)解釋體系的核心問題，而量子力學(xué)的解釋還沒有統(tǒng)一的結(jié)論。除了實驗物理上的考量之外，量子測量涉及的層面也包括了哲學(xué)觀點。

以上技術(shù)的突破，將會改變我們生活的方方面面。如果說5G改變社會，那么量子技術(shù)將會改變世界。

總結(jié)

計算機和因特網(wǎng)的普及，帶來了第三次工業(yè)革命，數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，帶來了第四次工業(yè)革命。那么量子技術(shù)的發(fā)展，將會帶來第五次工業(yè)革命。

基本很難，很多人知道薛定諤的貓是量子力學(xué)的其中一個基礎(chǔ)，但這個基礎(chǔ)太虛幻了。

如果量子力學(xué)可以被人類驗證，也是一種錯誤的驗證。

原因很簡單，薛定諤的貓本身就是一個純粹的唯心思維，知道什么叫做唯心思維嗎？

就是太意淫了。

很多人可能不知道，薛定諤設(shè)定的實驗中，貓死不死與觀測者其實根本沒有一毛錢關(guān)系。

而我們知道有種叫做客觀事實的東西，不以人的一直為轉(zhuǎn)移，薛定諤的貓簡單滴說就是否定了客觀事實，客觀要在他看到那一刻坍塌，但他還證明不了客觀事實是坍塌形成的。

這完全就是出自他的意淫。

還有光的波粒二象性，光到底是什么？

光如果是場，不就又能怎樣？

光不是波也不是粒子，光是場，也未見不是解決問題的方式。誰告訴你光一定是波或者粒子，太陽光與力一樣也是隨著力場擴散的。

其實，本質(zhì)上光到底是什么，人類還沒有定論。

現(xiàn)在看頭條，有人指點江山，只是人類對宇宙的了解才剛剛開始，差的遠呢。

量子力學(xué)來自唯心的薛定諤的貓與未知的光的性質(zhì)，基礎(chǔ)都不牢靠，還談什么科學(xué)？

不能。量子力學(xué)是非常粗糙的描述微觀粒子的規(guī)律的，太籠統(tǒng)了。是對微觀的時間和空間認識不清的，抓不到實質(zhì)的。不是量子力學(xué)有突破了，是打破量子力學(xué)的根深蒂固的錯誤認識，從新深入的認識微觀世界，才能會使基礎(chǔ)科學(xué)有革命性的進展。

量子科學(xué)與相對論一定會引發(fā)“基礎(chǔ)科學(xué)”的一次意義非凡的重要革命，但是并非是它們自身的正確而引發(fā)的，而是它們能夠引發(fā)后人怎樣去全面的觀察，怎樣運用正確的哲學(xué)方法去思考，所以說量子力學(xué)與相對論自身的正確與否并不重要，重要的是它能引發(fā)人們的正確思維！只有認識到這一點，才能說你懂量子力學(xué)與相對論。

量子領(lǐng)域的突破肯定是基礎(chǔ)科學(xué)的一場革命。量子在原子中運行是呈量子云自由分布的，沒有固定軌道，所以說量子有概率性和不確定性。但是當量子激發(fā)時，又呈波粒二象性，這確實很不符合邏輯，是不是觀察者效應(yīng)呢。廣義相對論中，光經(jīng)過星球會產(chǎn)生彎曲，所以推論出引力引起時空彎曲，即然引力會產(chǎn)生彎曲，地球表面由于引力大小也不會絕對相同，所以時空也是彎曲不平的，如果這種彎曲剛好呈波性呢？引力波己經(jīng)被證實，任何量子都要按引力波的時空道路運動。所以量子激發(fā)后呈波粒二象性。而量子又會隨引力波相互作用，時空變幻，所以量子有不確定性。

谷歌在量子計算機領(lǐng)域已取得重大突破，量子時代離我們還有多遠？

非常高興能看到這個問題，作為985院校物理系，應(yīng)用物理專業(yè)的畢業(yè)生，自認為有資格回答這個問題。我的答案是：我們已經(jīng)生活在量子時代，量子力學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活中的每一個角落。下面選擇一些有代表性的案例，看看這些年都有哪些量子力學(xué)的應(yīng)用成果：

最早的量子應(yīng)用：1900年，用量子概念實現(xiàn)鋼水溫度測量

19世紀末，歐洲的鋼鐵工業(yè)迅速崛起，為了冶煉更高品質(zhì)的鋼鐵，就產(chǎn)生了對爐溫精確檢測的需求。工程師們當然選擇把這個任務(wù)交給了物理學(xué)家們?nèi)パ芯俊?/p>

物理學(xué)家們的辦法跟中國古人通過爐火的顏色來判斷燒陶瓷的爐溫原理是一樣的：顏色對應(yīng)爐溫。只不過顏色判斷誤差很大，物理學(xué)家們?yōu)榱司_標定溫度采用了波長。

不同顏色的光對應(yīng)著不同波長，這是當時的科學(xué)家們都知道的。只是肉眼能識別的顏色（波長）范圍沒有直接測量波長來得精確。

尋找波長和溫度之間關(guān)系的過程，在儀器測量學(xué)中叫做標定。其中普朗克找到了一個全波譜的對應(yīng)關(guān)系式，解決了溫度和波長之間的對應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達。從而完成了工程師們交付的爐溫測量任務(wù)。

這個數(shù)學(xué)表達式的一個關(guān)鍵處理方法就是：需要把能量看做是一份一份的，不連續(xù)的，即能量的量子化。盡管此時，普朗克還沒有意識到，能量量子化背后的科學(xué)意義，但量子時代就是這樣悄無聲息地到來了。

次早的量子應(yīng)用：1929年，出現(xiàn)了光電管，開啟了人類的影音時代

光電倍增管是將微弱光信號轉(zhuǎn)換成電信號的真空電子器件，其物理學(xué)原理源自光電效應(yīng)，即光能生電。1905年，愛因斯坦發(fā)表論文《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個試探性觀點》，對于光電效應(yīng)給出解釋。

他將光束描述為一群離散的量子，現(xiàn)稱為光子，而不是連續(xù)性波動。對于馬克斯·普朗克先前在研究黑體輻射中所發(fā)現(xiàn)的普朗克關(guān)系式，愛因斯坦給出另一種詮釋：頻率為f的光子擁有的能量為E=hf ；其中， h因子是普朗克常數(shù)，這對波粒二象性概念的提出有重大影響。

50年代中期，可見光波段的硫化鎘、硒化鎘、光敏電阻和短波紅外硫化鉛光電探測器投入使用。50年代末，美國軍隊將光敏電阻和短波紅外硫化鉛光電探測器投入使用，用于代號為“響尾蛇”的空空導(dǎo)彈，取得明顯作戰(zhàn)效果。

1970年，CCD圖像傳感器在Bell實驗室發(fā)明，依靠其高量子效率、高靈敏度、低暗電流、高一致性、低噪音等性能，成為圖像傳感器市場的主導(dǎo)。90年代末，步入CMOS時代。

如今這種基于量子力學(xué)原理的光電感應(yīng)器普遍應(yīng)用于數(shù)碼相機、攝像頭、手機拍照、電視、電影的發(fā)射和圖象傳送、冶金、電子、機械、化工、地質(zhì)、醫(yī)療、核工業(yè)、天文和宇宙空間研究等領(lǐng)域。

第三、量子力學(xué)理論預(yù)言了激光，帶來了信息技術(shù)的革命

1917年，愛因斯坦從理論上指出：除自發(fā)輻射外，處于高能級E2上的粒子還可以另一方式躍遷到較低能級。他指出當頻率為 ν=（E2-E1）/h的光子入射時，也會引發(fā)粒子以一定的概率，迅速地從能級E2躍遷到能級E1，同時輻射一個與外來光子頻率、相位、偏振態(tài)以及傳播方向都相同的光子，這個過程稱為受激輻射。

這是1917年，為后來的激光的發(fā)現(xiàn)奠定了理論的基礎(chǔ)。激光的英文laser 這個詞是由最初的首字母縮略詞LASER演變而來，LASER的意思是“受激輻射光放大器”英文的單詞的縮寫簡略。

1953年，美國物理學(xué)家查爾斯·哈德·湯斯和他的學(xué)生阿瑟·肖洛制成了第一臺微波量子放大器，獲得了高度相干的微波束。1958年，C.H.湯斯和A.L.肖洛把微波量子放大器原理推廣應(yīng)用到光頻范圍。

1960年，T.H.西奧多·梅曼制成了第一臺紅寶石激光器。1961年，伊朗科學(xué)家A.賈文等人制成了氦氖激光器。1962年，R.N.霍耳等人創(chuàng)制了砷化鎵半導(dǎo)體激光器。2013年，南非科學(xué)與工業(yè)研究委員會國家激光中心研究人員開發(fā)出世界首個數(shù)字激光器，開辟了激光應(yīng)用的新前景。

沒有量子力學(xué)就不會有激光技術(shù)、沒有光纖通信、就沒有今天的互聯(lián)網(wǎng)、沒有激光治療近視眼的手術(shù)、沒有CD光盤、沒有LED照明、沒有平板電視、更不會有激光電視。

結(jié)束語——我們已經(jīng)生活在量子時代

應(yīng)該說，我們現(xiàn)在已經(jīng)生活在量子時代，量子力學(xué)的研究成果已經(jīng)滲透到了生活中的每一個角落。但這里必須要說明的是，盡管如此，如今這些應(yīng)用還只是量子力學(xué)的初級應(yīng)用，都還是比較簡單的量子效應(yīng)。

而量子計算的應(yīng)用，應(yīng)該算作是下一代量子技術(shù)的應(yīng)用，因為它深入到量子力學(xué)的另外一個重要特征——相位。這里不是我們進行技術(shù)討論的地方，不多做解釋了。有興趣的小伙伴可以看看我的文章，有關(guān)于量子力學(xué)相位方面的介紹。

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到此，以上就是小編對于中國量子領(lǐng)域新突破的問題就介紹到這了，希望介紹關(guān)于中國量子領(lǐng)域新突破的4點解答對大家有用。