（中电科研发的量子雷达）

◇国防大学政治学院 王海军（上校）

面对中国量子技术的高速发展，欧美等国家已经坐不住了，开始砸钱布局量子技术研究领域。欧盟委员会早在2016年就发布《量子宣言》，预计投资以10亿计的美元来进行量子技术项目研究。美国更是开始声势浩大的发展量子技术。从之前在美国召开的量子技术峰会来看，美国已经投入了两亿多美元来攻克量子技术。“量子信息科学代表了信息时代的下一个前沿”，美国能源部长克佩里这样表示。更有美国国会议员表示，“这是一场我们必须赢的比赛”。

那么量子到底是什么？它将会怎样影响军事科技和百姓生活呢？

量子是个什么梗？

量子，其实严格上来说并不算是一个新鲜名词了，早在1900年，德国物理学家M·普朗克就提出了这一现代物理学的重要概念。百度百科上对量子是这么定义的：一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。通俗点说，量子就是指能表现出某物质或物理量特性的最小单元。物理学中常用到的量子的概念，是指一个不可分割的基本个体。例如，“光的量子”（光子）是一定频率的光的基本能量单位。量子假设的提出，有力地冲击了经典物理学，促进物理学进入到微观层面，奠基了现代物理学基础。

从量子定义中就可以看到，不可分割性是量子的一个重要特点。除了这一特点外，量子还具有不可克隆（复制）性。因为克隆一个东西首先要测量这个东西的状态，但是量子通常处于极其脆弱的“叠加态”，一旦被测量就会马上改变状态，不再是原来那个量子了。要窃听信息就等于先复制了这个信息，量子的不可克隆性保证了量子信息本身（或者由它生成的量子密码）不会被复制，因此消除了一切窃听的可能性。因而量子的不可克隆性是量子通信安全性的根本来源。

量子纠缠是量子的另外一个重要特性。在一个由两个或两个以上基本粒子组成系统中，当其中一颗的状态被干扰而发生变化时，另一颗也会即刻发生相应的状态变化，即使相距遥远的距离，这就是量子纠缠。量子纠缠是一种不需要介质或者传播子的超距作用现象，这种现象是基于客观事实的。量子纠缠的存在简直就是藐视“自然法则”，吊打一切速度。它可以做到点对点的即时感应，即便相距无数公里也不例外。人类到目前都不能理解其真实的作用机制。这也是量子技术未解难题之一。

（量子对撞机）

研究量子技术有啥用？

在量子技术研究上，中国有话语权！中国的量子技术有多牛？美国的华尔街日报曾经用一句话概括：“沉寂了一千年，量子技术使中国重回发明创新之巅”。

2016年8月，中国将世界首颗量子卫星“墨子号”发射上天。当时这一事件并未引起太多的关注，直到1年后的2017年8月，“墨子号”首次实现了1200公里级量子纠缠分发、量子密匙分发以及量子隐形传态三大任务后，才引起了国际科学界的哗然。位列改革开放40年百名杰出贡献人物之一的潘建伟院士被称为中国“量子之父”。正是凭借这一技术，潘院士入选了由《自然》杂志推选全球2016年度十大科学人物，以及《科学美国人》评选的“2016年改变世界的十大创新技术”，这也是唯一一项北美之外的技术入选。我国量子通讯技术在国际上已处于世界前列。目前我国境内已经建造了数百个基站，再配合卫星和传输光纤，开通了世界首条（两个城市间）量子保密通信干线。未来中国将会拥有一个覆盖全国的量子通讯网络。量子通讯对于信息传输的稳定性及安全性的影响，相比较目前其他的通讯方式来看，已经高了不止一个档次。

想必大家也都还记得2013年美国爆出的“棱镜门”事件，全世界所有国家都处在美国天罗地网般的棱镜监控中。再加上近年来，时不时爆出的苹果手机用户资料泄露、Facebook用户资料泄露等事件，让人对个人的秘密信息充满了担忧。而量子通讯技术的发展，可以有效规避这些监控和风险。从大的方面说，可以维护国家安全，往小了说，也可保障个人信息安全。

量子雷达是量子技术研究的另一个重要应用。《量子雷达研究新进展》中的一篇论文把量子雷达分为三类。第一类属于干涉式量子雷达，其特点是只在发射机采用非经典源（电磁波）探测目标，接收机采用干涉式测量；第二类属于接收端量子增强雷达，它采用与普通激光雷达完全相同的发射端，而在接收端使用了量子增强技术来减少背景噪音；第三类就是量子照明雷达，该系统是将一对纠缠光子对作为量子纠缠光源，其中一个纠缠光子向目标发射出去，剩下一个光子留在雷达接收机中。两个光子的这种关联性很高，即使在高损耗及强杂波的环境下，依旧能有效探测目标。量子雷达的出现将会让任何隐身目标无所盾形。在今年的珠海航展上，中国电子科技集团十四所所研制开发的量子雷达让人眼前一亮。这是一部基于单光子检测的，工作在近红外光谱的量子增强技术的激光雷达。属于第二类量子增强型雷达和第三类量子照明雷达之间的产品。它解决了传统光电探测系统受目标的距离、背景噪声以及热辐射对灵敏度的影响较大的问题。比较遗憾的是，由于未使用量子纠缠的技术，所以尚未达到真正的第三类量子照明雷达的阶段。

量子技术进万家？

将量子技术应用于民用领域的研究已经开始，比如在家电、医药等行业。不过近几年量子概念炒的过热，已经成为了一些商家博人眼球的工具。在网上使用“量子”作为关键词搜索，就会出现一些让人不可思议的产品，比如一些所谓的“量子能量盘”、“量子排毒丸”、“量子能量贴”、“量子内衣”等等诸如此类的产品不胜枚举。且不说这些产品有没有效果，光是其挂个“量子”的名头就是问题所在，估计商家自己连“量子”是个什么东西都不知道。

量子点电视机是近年来非常火的一大卖点，几乎全球主流电视机厂商都在布局研发生产。不过需要说明的是，量子点电视机跟目前主流研究的量子技术没有半毛钱关系，它只是有运用到一些量子学的概念而已。这里的“量子点”其实只是一种纳米级别的半导体，其真正的名字是QLED，中文译名为“量子点发光二极管”。量子点电视只是使用了这种半导体改变了电视背光，进而被称为“量子点电视”的。

不过，使用量子技术来完成产品商业化是绝对可行的，但绝不会是现在。量子技术门槛极高，真正要全面应用到民用领域还需花上十数年甚至更长时间的研究。潘建伟院士也曾就这一问题表示“远没达到飞入寻常百姓家的地步”。