美国宣布开发量子互联网计划

量子互联网计划的主要研发中心位于芝加哥，美国官员和科学家在这座城市公布了他们所称的“第二个互联网”目标，它将与全球现有网络并存，利用量子力学定律更安全地共享信息，并连接新一代计算机和传感器。

量子技术寻求利用原子、光子和电子的不同性质来建造更强大的计算机和其他处理信息的工具。量子互联网依赖于呈现量子状态的光子，这种状态被称为“纠缠”，这使得它们可以在没有物理连接的情况下远距离共享信息。

芝加哥大学普利兹克分子工程学院教授、阿贡国家实验室资深科学家大卫·奥沙洛姆(David Awschalom)称，量子互联网项目是美国量子研究计划的支柱。他说：“这是一项新技术的诞生，它正引发一场全球性的竞争。地球上每个大国都推出了量子计划，因为情况越来越明朗，它会有很大的影响。”

除了美国，中国也在量子技术上投入巨资，该领域可能会改变信息处理方式，并为主导该领域的国家带来巨大的经济和国家安全优势。欧洲也在热衷于进行这项研究。美国能源部及其 17 个国家实验室将构成该项目的骨干。

目前还不清楚这个项目的确切资金来源，美国能源部周四没有宣布该项目所需的资金。该机构负责科学事务的副部长保罗·达巴尔(Paul Dabbar)在接受记者采访时表示，联邦政府每年在量子信息技术上的投资约为 5 亿至 7 亿美元，这表明其中部分资金将用于新的量子互联网。达巴尔还称，未来可能会有更多关于该项目资金来源的信息宣布。

芝加哥地区费米国家加速器实验室(Fermilab)量子科学负责人帕纳乔蒂斯·斯彭祖里斯(Panagiotis Spentzouris)在接受采访时表示，执行周四公布的蓝图需要更多的资源和更清晰的项目结构。这份长达 38 页的文件列出了要瞄准的研究重点和里程碑，但没有将详细任务分配给特定的各方。

研究人员表示，量子互联网的初始用户可能包括寻求更安全地发送数据的国家安全机构、金融机构和医疗保健公司。由于光子和其他量子比特的性质，这些网络承诺更安全，有些人甚至认为其永远无法被劫持。科学家说，任何试图观察或干扰这些粒子的行为，那会自动改变它们的状态，进而破坏正在传输的信息。

量子互联网还可以用来连接各种量子计算机，帮助提高它们的总计算能力。阿贡国家实验室资深科学家奥沙洛姆说，量子计算机仍处于开发的早期阶段，还没有经典计算机那么强大，但通过量子互联网将它们连接起来，可能有助于加快它们在解决复杂问题上的采用，比如寻找新的药物发现或新的高科技材料研发等。

费米国家加速器实验室(Fermilab)量子科学负责人斯彭祖里斯说，最终消费者可能也会进入量子互联网，购买信用卡信息被黑客攻击风险较小的产品，或者发送和接收健康记录或社保号码等敏感个人信息。他说，消费者在购物和发送信息时，可能会在常规互联网和量子互联网之间无缝对接，而不一定知道他们正在切换平台。

周四，伊利诺伊州州长杰伊·罗伯特·普利茨克(J.B.Pritzker)和芝加哥市长洛里·莱特福特(Lori Lightford)都在宣布这个消息时发表了讲话，表达了希望量子技术将给该市科技界带来溢出效应的迹象，这是量子技术可能带来潜在经济回报的一个迹象。该地区的大学和实验室已经建立了芝加哥量子交易所，试图加快创新和经济发展。

量子互联网的各个组成部分已经在各个国家实验室启动并运行。在芝加哥地区，阿贡国家实验室已经建立了接近 84 公里长的量子网络，不久将连接到附近的费米实验室，以建立全长超过 128 公里的试验平台。在纽约，石溪大学和布鲁克海文国家实验室(Brookaven National Lab)已经建立了另一个 128 公里长的量子网络。

斯彭祖里斯表示，他们的计划是使用光缆、卫星和安装了量子通信硬件的无人机，在全国范围内慢慢连接这些本地网络。研究人员说，仍然需要开发一种名为量子中继器的关键硬件，以远距离放大量子网络的信号。

阿贡国家实验室资深科学家奥沙洛姆强调，美国需要采取更多措施培养新一代量子工程师。他说：“当你询问科技公司，他们对量子信息技术的头号担忧是什么时，到目前为止，他们最担心的是缺少专业人才。”这些公司也在问他：我们到哪里去招聘成千上万的量子工程师？