达成全球化的量子通信需要克服目前卫星量子中心所面临的难题

量子信息科学研究中主要涉及两个方面:利用量子通讯提供一种原理上无条件安全的通讯方式；利用量子计算大幅度提高运算能力。

在量子计算方面，最终实现通用的量子计算机还需要很长时间的努力。为了确保该领域的健康发展，学术界为量子计算设定了三个发展阶段：第一个阶段是实现量子计算的优越性，这是指量子计算系统对某些特定问题的求解速度已经远远超过了经典超级计算机，来展示其本身的优越性；第二阶段是构建专用的量子模拟机，用来求解一些经典计算机难以胜任的特定复杂问题，比如高温超导机制等；第三阶段，目标是希望在量子纠缠的帮助下实现通用的可编程的量子计算。

在未来，为了实现全球化的量子通信，需要克服目前卫星量子中心所面临的难题。一是单颗低轨卫星没办法直接覆盖全球；二是目前的卫星还只能在低影区工作。相应的解决方案，是通过发射多颗低轨卫星来构成一个高效率的卫星网络，也就是所谓的亮点星座；在这个基础之上，还可以发射具有更长过境时间的中高轨的卫星来分发更多密钥。而这些天体物理方案想要实现的第一个根本需求的前提是高能物理卫星能够在太阳辐射背景下工作。

在量子计算领域，我们希望未来可以达到对数百个量子比特的相关操纵，从而构建专用的量子模拟，帮助我们理解一些复杂物理系统规律，比如高温超导机理、量子波尔效应等。在这个过程中，研究人员发现，这些粒子可以通过不同的方式进行纠缠，并且在纠缠过程中，它们的状态也会发生变化。

（编辑：银川站长网）

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