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 （中電科研發的量子雷達）

◇國防大學政治學院 王海軍（上校）

面對中國量子技術的高速發展，歐美等國家已經坐不住了，開始砸錢布局量子技術研究領域。歐盟委員會早在2016年就發布《量子宣言》，預計投資以10億計的美元來進行量子技術項目研究。美國更是開始聲勢浩大的發展量子技術。從之前在美國召開的量子技術峰會來看，美國已經投入了兩億多美元來攻克量子技術。“量子信息科學代表了信息時代的下一個前沿”，美國能源部長克佩里這樣表示。更有美國國會議員表示，“這是一場我們必須贏的比賽”。

那么量子到底是什么？它將會怎樣影響軍事科技和百姓生活呢？

量子是個什么梗？

量子，其實嚴格上來說并不算是一個新鮮名詞了，早在1900年，德國物理學家M·普朗克就提出了這一現代物理學的重要概念。百度百科上對量子是這么定義的：一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的，并把最小單位稱為量子。通俗點說，量子就是指能表現出某物質或物理量特性的最小單元。物理學中常用到的量子的概念，是指一個不可分割的基本個體。例如，“光的量子”（光子）是一定頻率的光的基本能量單位。量子假設的提出，有力地沖擊了經典物理學，促進物理學進入到微觀層面，奠基了現代物理學基礎。

從量子定義中就可以看到，不可分割性是量子的一個重要特點。除了這一特點外，量子還具有不可克隆（復制）性。因為克隆一個東西首先要測量這個東西的狀態，但是量子通常處于極其脆弱的“疊加態”，一旦被測量就會馬上改變狀態，不再是原來那個量子了。要竊聽信息就等于先復制了這個信息，量子的不可克隆性保證了量子信息本身（或者由它生成的量子密碼）不會被復制，因此消除了一切竊聽的可能性。因而量子的不可克隆性是量子通信安全性的根本來源。

量子糾纏是量子的另外一個重要特性。在一個由兩個或兩個以上基本粒子組成系統中，當其中一顆的狀態被干擾而發生變化時，另一顆也會即刻發生相應的狀態變化，即使相距遙遠的距離，這就是量子糾纏。量子糾纏是一種不需要介質或者傳播子的超距作用現象，這種現象是基于客觀事實的。量子糾纏的存在簡直就是藐視“自然法則”，吊打一切速度。它可以做到點對點的即時感應，即便相距無數公里也不例外。人類到目前都不能理解其真實的作用機制。這也是量子技術未解難題之一。

（量子對撞機）

研究量子技術有啥用？

在量子技術研究上，中國有話語權！中國的量子技術有多牛？美國的華爾街日報曾經用一句話概括：“沉寂了一千年，量子技術使中國重回發明創新之巔”。

2016年8月，中國將世界首顆量子衛星“墨子號”發射上天。當時這一事件并未引起太多的關注，直到1年后的2017年8月，“墨子號”首次實現了1200公里級量子糾纏分發、量子密匙分發以及量子隱形傳態三大任務后，才引起了國際科學界的嘩然。位列改革開放40年百名杰出貢獻人物之一的潘建偉院士被稱為中國“量子之父”。正是憑借這一技術，潘院士入選了由《自然》雜志推選全球2016年度十大科學人物，以及《科學美國人》評選的“2016年改變世界的十大創新技術”，這也是唯一一項北美之外的技術入選。我國量子通訊技術在國際上已處于世界前列。目前我國境內已經建造了數百個基站，再配合衛星和傳輸光纖，開通了世界首條（兩個城市間）量子保密通信干線。未來中國將會擁有一個覆蓋全國的量子通訊網絡。量子通訊對于信息傳輸的穩定性及安全性的影響，相比較目前其他的通訊方式來看，已經高了不止一個檔次。

想必大家也都還記得2013年美國爆出的“棱鏡門”事件，全世界所有國家都處在美國天羅地網般的棱鏡監控中。再加上近年來，時不時爆出的蘋果手機用戶資料泄露、Facebook用戶資料泄露等事件，讓人對個人的秘密信息充滿了擔憂。而量子通訊技術的發展，可以有效規避這些監控和風險。從大的方面說，可以維護國家安全，往小了說，也可保障個人信息安全。

量子雷達是量子技術研究的另一個重要應用。《量子雷達研究新進展》中的一篇論文把量子雷達分為三類。第一類屬于干涉式量子雷達，其特點是只在發射機采用非經典源（電磁波）探測目標，接收機采用干涉式測量；第二類屬于接收端量子增強雷達，它采用與普通激光雷達完全相同的發射端，而在接收端使用了量子增強技術來減少背景噪音；第三類就是量子照明雷達，該系統是將一對糾纏光子對作為量子糾纏光源，其中一個糾纏光子向目標發射出去，剩下一個光子留在雷達接收機中。兩個光子的這種關聯性很高，即使在高損耗及強雜波的環境下，依舊能有效探測目標。量子雷達的出現將會讓任何隱身目標無所盾形。在今年的珠海航展上，中國電子科技集團十四所所研制開發的量子雷達讓人眼前一亮。這是一部基于單光子檢測的，工作在近紅外光譜的量子增強技術的激光雷達。屬于第二類量子增強型雷達和第三類量子照明雷達之間的產品。它解決了傳統光電探測系統受目標的距離、背景噪聲以及熱輻射對靈敏度的影響較大的問題。比較遺憾的是，由于未使用量子糾纏的技術，所以尚未達到真正的第三類量子照明雷達的階段。

量子技術進萬家？

將量子技術應用于民用領域的研究已經開始，比如在家電、醫藥等行業。不過近幾年量子概念炒的過熱，已經成為了一些商家博人眼球的工具。在網上使用“量子”作為關鍵詞搜索，就會出現一些讓人不可思議的產品，比如一些所謂的“量子能量盤”、“量子排毒丸”、“量子能量貼”、“量子內衣”等等諸如此類的產品不勝枚舉。且不說這些產品有沒有效果，光是其掛個“量子”的名頭就是問題所在，估計商家自己連“量子”是個什么東西都不知道。

量子點電視機是近年來非常火的一大賣點，幾乎全球主流電視機廠商都在布局研發生產。不過需要說明的是，量子點電視機跟目前主流研究的量子技術沒有半毛錢關系，它只是有運用到一些量子學的概念而已。這里的“量子點”其實只是一種納米級別的半導體，其真正的名字是QLED，中文譯名為“量子點發光二極管”。量子點電視只是使用了這種半導體改變了電視背光，進而被稱為“量子點電視”的。

不過，使用量子技術來完成產品商業化是絕對可行的，但絕不會是現在。量子技術門檻極高，真正要全面應用到民用領域還需花上十數年甚至更長時間的研究。潘建偉院士也曾就這一問題表示“遠沒達到飛入尋常百姓家的地步”。