专家访谈：量子计算机具有更强大的算力

量子技术工程师交流纪要

1、量子科技基本概念与应用方向

量子是物理界最小的不可分割单位，具有量子坍缩、量子叠加和量子纠缠等特性。量子科技在量子计算、量子通信、量子测量和量子密码等领域实现突破。

2、量子通信技术与应用

量子通信利用量子纠缠特性，实现高速且难以探测的保密传输，具有高安全性和隐私保护能力。中国在量子通信领域全球领先，已构建天地一体化通信基础设施。

3、量子计算技术与前景

量子计算机利用量子叠加实现并行计算，具有更强大的运算能力和处理速度。量子计算机对现有密码体系造成颠覆性影响，推动后量子密码技术发展。

4、量子技术国际发展现状

美国在量子计算机研究计划上布局，中国提出十四五规划，目标研制量子计算机。量子技术发展迅速，IBM推出模块化量子计算机，中国中科大研发光量子计算机。

5、量子技术基础设施与投资

量子通信需要依赖卫星光通信和光纤基础设施，量子计算机需要超导环境。量子技术商业化尚处于早期阶段，量子通信已开始商业化，量子计算机还未普及。

6、量子技术与人工智能及数据安全

量子计算机的普及将推动人工智能发展，对数据安全和密码技术带来颠覆性影响。后量子密码算法成为国家安全重要方向，中国在该领域取得进展。

7、量子技术发展预测与挑战

美国计划2030年完成抗量子密码迁移，量子计算机可能在2028至2033年间实现应用。量子计算与量子通信技术发展存在不确定性，需要关注基础科学研究进展。

Q&A

Q：量子计算机与AI之间的关系是什么？

A：量子计算机与AI之间的关系主要体现在算力上。AI的核心包括算法和算力，算法需要强大的算力来支撑。量子计算机的普及将实现算力的爆发性增长，从而对AI的发展起到巨大的推动作用。

例如，马斯克和OpenAI在进行A训练时需要大量的GPU卡，这些算力是保证AI训练效果的关键。量子计算机的出现将大幅提升算力，从而促进A的发展。

Q：量子技术对数据安全的影响是什么？

A：量子技术对数据安全的影响是颠覆性的。当前的密码技术大多基于数学难题，而量子计算机的发展可能会使得这些难题变得容易解决，从而威胁现有的密码体制。

如果美国掌握了量子计算机技术，可能会轻易破解其他国家的通信数据，这对信息安全构成极大威胁。因此，中美等国家都在开发下一代的抗量子密码算法，以保持在量子计算时代的数据安全。

Q：中国在后量子密码算法领域的研究进展如何？

A：中国在后量子密码算法领域的研究取得了一定进展。复旦大学的研究团队在基于格的密码技术上进行了改良提高了安全性性能，甚至超过了美国的技术路线。

这不仅使中国拥有了自己的专利，还绕开了其他国家的专利陷阱。基于这一研究成果，中国已经建立了新的标准，推动了抗量子密码的发展。

Q：量子科技的发展情况如何量化理解？

A：量子科技的发展可以通过一些性能指标来量化理解。例如，量子计算机的性能提升可以通过与传统计算机的比较来衡量。

目前，量子计算机的性能已经比传统计算机快了10万亿倍，这代表了巨大的性能提升。虽然具体的量化数字可能还难以给出，但量子计算机的算力潜力是巨大的，一旦技术完善，对算力的提升将是显著的。

Q：量子计算机的商业化时间节点和边际变化是什么？

A：量子计算机的商业化时间节点目前还难以精确预测，但技术发展的速度是显著的。量子芯片的比特数从433个提升到一千多个，IBM已经研发出来，显示出技术进步的快速上升曲线。

IBM推出的模块化量子计算机是技术成熟的标志，有助于加速量子计算机的发展。此外，最新技术往往首先应用于军事领域，国家的实际技术水平可能远超公开报道。因此，虽然具体的时间节点不明，但从技术发展趋势来看，量子计算机的商业化是可期待的。

Q：美国在抗量子密码迁移战略方面的具体目标是什么？

A：美国的2030年目标是要完成抗量子密码的迁移工作，即把现有的密码算法切换到抗量子密码算法，迁移到下一代的算法。

Q：量子计算机的商业化时间节点和当前的标志性产品有哪些？

A：量子通信领域已经在商业化途中，有具体的产品如量子中继等，已经在实用化程度上有所应用，特别是在骨干网上的基础设施建设。

而量子计算机目前大部分还处于实验室或原型机阶段，尚未达到真正的商业化。一些公司如谷歌提出通过云平台提供量子计算能力，但整体上还处于早期阶段。

Q：国内量子通信网络的改造节奏和政策支持情况如何？

A：虽然具体的政策细节不甚了解，但从政策层面上看，量子技术的推广是国家明确提出的目标，因此在基础设施建设方面，国家政策肯定会给予支持。

Q：量子通信骨干网二期的进度如何？

A：对于量子通信骨干网二期的具体进度，由于主要是从技术层面进行讨论，对于此类具体项目进度的信息不太了解。

Q：目前在量子技术领域，哪些上市公司的技术进展较为领先？

A：本次会议主要聚焦于技术交流，不涉及上市公司的具体讨论。对于上市公司在量子技术领域的进展，建议单独进行更深入的了解和探讨。

Q：5504量子比特的量子芯片处于什么水平？

A：5504量子比特的量子芯片属于上一代技术，因为目前最新的量子芯片已经达到一千多个量子比特，由IDM公司开发。上一代技术是533个量子比特的量子芯片。

Q：复旦大学在抗量子密码领域的技术发现有哪些？

A：复旦大学的赵教授在抗量子密码领域进行了技术改良，特别是在NTRU技术路线上，利用2022年波兰数学家的技术进行了改进。改良后的算法在性能、安全性和容错率上全面看齐甚至超越了美国的LLWE算法。

赵教授的两项核心专利被美国列为可能影响美国的十二大专利之一，显示了其算法的重要性。这项技术对于国家自主知识产权的抗量子密码算法具有重要意义，有助于加速国内抗量子密码产品的推广应用。

Q：谷歌量子计算机的物理条件是什么？

A：谷歌量子计算机主要在超导环境下运行，这需要极低的温度来维持超导状态。

Q：光量子和超导量子的优劣势如何？未来量子计算的主流技术路径可能是什么？

A：光量子和超导量子是两个不同的研究方向，中国在这两个领域都有研究团队。目前难以判断哪一种技术会成为主流，因为现在处于技术发展的百花齐放阶段。

超导量子计算的发展受限于低温环境的高成本，如果能实现常温超导，将会带来巨大的变化。最终哪种技术路线占优势，将取决于基础科学研究的进展。

Q：关于504比特量子芯片的二三代效率对比和追赶时间？

A：关于504比特量子芯片的二三代效率对比的具体数据没有被记住，建议后续通过百度等渠道查询具体数据。至于追赶时间，由于量子计算领域的实验室环境和科研进展难以量化，美国在量子计算领域大约领先中国三年左右。