人工智能:當信息時代遇上“量子”（開卷知新）

來源：海外網

習近平總書記在中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上的講話中指出，“進入21世紀以來，全球科技創新進入空前密集活躍的時期，新一輪科技革命和產業變革正在重構全球創新版圖、重塑全球經濟結構。”在這一空前密集活躍的全球科技創新潮中，較典型的就是“以人工智能、量子信息、移動通信、物聯網、區塊鏈為代表的新一代信息技術加速突破應用”。量子信息技術已經成為當今世界科技實力和創新能力的一大表現，將影響未來信息產業發展和經濟社會面貌。

近十幾年來，“量子”一詞熱度明顯提升

量子力學的創立和發展，被視作過去100多年里對人類社會影響最為重大的科學事件之一。量子論不僅徹底改變人類對世界的基礎認知，也使我們的生活發生翻天覆地的變化。從半導體到微電子學，從核能到新材料，從激光到超導超流，可以說，量子論比歷史上任何一種科學理論引發的技術革命都多。沒有它，我們就不會有電腦和手機，不會有原子彈和電子顯微鏡，不會有核磁成像儀和全球衛星定位系統，甚至整個互聯網發展在某種程度上也跟它密切相關。有人曾經做過估算，現代社會創造的生產總值里至少有1/3建立在量子論基礎之上。

DeGodsNFT創始人Frank宣布即將推出de[id] v1.0版本:金色財經報道，據DeGodsNFT創始人Frank推特消息，Frank宣布即將推出de[id] v1.0版本，目標是制作個人資料。[2023/6/5 21:15:41]

十幾年前，我為寫作科普讀物《上帝擲骰子嗎——量子物理史話》搜集資料時就發現，作為現代物理學兩大支柱，量子論在大眾中的“知名度”遠遠不如相對論。一方面，這是因為量子論的基本觀點非常奇特，和普通人的直覺相違背；另一方面，也因為量子論長期缺乏有效宣傳和普及。相比之下，相對論因為有愛因斯坦這位“代言人”，在公眾面前“露臉”的機會比較多，因此更為人所知，甚至在某種程度上成為前沿科學代名詞。

近十幾年來，“量子”一詞熱度明顯提升。不僅流行文化比如科幻文學、影視、動漫等作品中越來越多地出現量子概念，在科技報道里也時常可以看到量子領域的突破性新聞。這并非偶然，因為如今量子領域正面臨一場新的革命，也就是所謂“二次量子革命”。只不過這一次，走在時代前沿的是量子力學與信息科學的交叉領域——量子信息。

數據：持有100-1000枚比特幣的鯨魚地址近兩日增持逾2萬枚BTC:4月23日消息，根據鏈上分析公司Santiment的最新數據，在長達一個月的拋售期后，持有100-1000枚比特幣的鯨魚地址在過去兩天內增持20007枚比特幣。這表明這些鯨魚對比特幣的長期前景充滿信心，并將當前的下跌視為買入機會。

并非所有鯨魚地址都是如此，有些可能具有不同的交易策略或動機。例如，也有持有超1000枚比特幣的鯨魚地址最近一直在賣出而不是買入，可能是為了獲利了結或重新平衡他們的投資組合。此外，一些鯨魚可能是機構投資者或高凈值個人，他們會訪問場外交易市場或衍生品，而這些交易沒有反映在鏈上數據中。

盡管如此，比特幣持倉較低范圍內的鯨魚積累趨勢可能表明，一些散戶投資者或小規模交易者正在逢低買入。這可能會為價格提供一些支撐，并防止其進一步下跌。（Zycrypto）[2023/4/23 14:21:04]

憑借“絕無僅有”的安全性，量子信息將為解決信息安全問題提供支撐

美聯儲正考慮設立基金，以在更多銀行倒閉時為存款提供擔保:金色財經報道，Watcher.guru在社交媒體透露，美國聯邦存款保險公司（FDIC）和美聯儲正在考慮設立一只基金，使監管機構能夠為硅谷銀行倒閉后陷入困境的銀行提供更多存款擔保。

據知情人士透露，監管機構在與銀行業高管的談話中討論了這種新的特殊工具。上述知情人士表示，他們希望建立這樣一個工具能夠安撫儲戶，并有助于遏制恐慌情緒。由于會談沒有公開，他們要求匿名。美聯儲的一名代表拒絕置評。FDIC 的代表沒有立即回復記者的置評請求。[2023/3/12 12:57:51]

什么是量子信息？我們知道，以電腦、通信、互聯網等為代表的信息技術已經在很大程度上改變了人們生活。然而，隨著時代發展，科學家們發現，如果把傳統的表征信息的基本物理單元替換成符合量子力學規律的微觀量子系統，從而將量子力學基本原理運用到數據計算、加密、傳輸等信息處理過程中，將能完成一些傳統信息技術無法想象的任務，這些領域統稱為“量子信息”。

分析：大型機構持有者和大量鯨魚地址連續一年拋售比特幣:金色財經報道，據Santiment的分析文章，比特幣價格僅在今年就下跌了58%，并且大型機構持有者和大量鯨魚地址已連續一年拋售比特幣。

此外，以太坊主要的鯨魚地址并沒有在交易所大量保存其供應，自合并以來也沒有顯示出太多積累的跡象。據觀察，大型穩定幣的市值在今年5月一直在增長，但當美聯儲加息和對經濟衰退的擔憂開始真正影響投資者的決策時，大型機構持有者就更難證明自己有理由持有大量加密貨幣，這可能會使大型機構和“鯨魚”將資金投向美國和世界各國的國債。[2022/10/28 11:52:06]

量子信息最主要的三個方向是量子計算、量子加密與量子傳輸。量子計算利用的是量子論里獨特的“量子疊加態”。量子論和經典物理的最大不同，就是它認為事物狀態并不是唯一確定的，而可以是各種可能性的“疊加”。傳統計算機處理信息的最小單位比特，要么是0要么是1，不可能有其他狀態；但在量子論看來，一個比特可以既是0又是1，也就是處于0和1的疊加態，這叫作“量子比特”。量子計算機就是利用這種性質進行計算，因為處理的是處于疊加態的量子比特，所以可以用同步并行的方式進行。換句話說，傳統計算機一次只能處理一個信息，而量子計算機一次可以處理N個信息的疊加，計算效率大大提高。這就使量子計算在某些領域極具威力。比如破解密碼，今天流行的加密方式，其安全性主要建立在電腦計算能力的限制上——只要密碼足夠長，哪怕把全世界最強大的超級計算機放到一起計算，也未必能夠算出結果。而一旦量子計算機成功面世，現行加密體系將面臨失效。需要說明的是，并不是在所有問題上，量子計算機效率都高于傳統計算機。由于目前只發現少數幾種量子算法，因此只在特定問題上，量子計算機才具有明顯優勢。除破解密碼，在天氣預報、藥物合成、深度學習、人工智能開發等領域，量子計算都被證明大有可為。

Fidenza創始人的新NFT項目QQL Mint Pass上線后收入1700萬美元:金色財經報道，QQL Mint Pass是由Fidenza創始人Tyler Hobbs共同創建的一個新項目，于2022年9月28日推出后獲得了約1700萬美元的收入。據QQL網站稱，該項目共有999個NFT，其中99個由創建者保留用于“特殊目的”。

此前報道，Hobbs以為計算機生成的NFT項目Fidenza創建算法而聞名，該項目在二級市場上的最高售價為1,000ETH（當時為350萬美元）。（the block）[2022/9/29 22:38:57]

量子加密利用的是量子不可克隆原理。量子力學認為，不可能把一個粒子的狀態信息精確“拷貝”一份而不改變它本身。利用這種不可克隆性，可以實現一種理論上“絕對安全”的加密手段。在實踐中，我們用光子的偏振方向來“編碼”隨機產生的密鑰信息，一旦這些光子在傳輸途中被人竊聽，由于不可克隆原理，它們的初始狀態必定遭到破壞，傳輸方和接收方很容易通過比較發現這一點，并重新更換密碼。只有當雙方確認接收到的密碼未遭竊聽之后，才會發送加密過的正文，從而保證內容傳輸的絕對安全。如果說量子計算機的出現是一柄鋒利的矛，可以刺穿現有的加密體系，那么量子加密就是一張無比堅固的盾，在理論上永遠不可能被攻破。從信息安全的角度來說，這無疑具有重要價值。

量子傳輸利用的是量子糾纏，所謂“糾纏”，指的是兩個粒子的狀態會產生量子力學系統所特有的奇特關聯。你可以想象成拋兩個硬幣，一旦它們“糾纏”在一起，就一定會拋出同樣的結果。神奇的是，哪怕這兩枚硬幣后來相隔遙遠，甚至飛到宇宙兩端，它們之間的“糾纏”也仍然可以繼續存在。利用這一原理，我們可以把一個粒子的狀態原封不動地“傳送”到另一個粒子身上。在劉慈欣科幻小說《三體》里，三體人制造了4個智子，其中兩個智子發射到地球，另外兩個留在三體世界，正是憑借這些智子，三體人可以跨越4光年距離與人類進行實時溝通，這背后就是利用量子糾纏原理進行通信。當然，與科幻小說不同，真正的量子傳輸并不能超光速地“瞬間”傳送信息。因為在傳送粒子狀態過程中，我們還需要給接收方一個額外“密碼”來解密，而這個密碼仍然需要靠傳統通信手段來傳輸。除了不能超光速之外，從原則上講，科幻電影里常見的場景——一個物體在一處消逝，再在另一處重現，并非是完全不可能的，只是現階段技術水平還僅局限在傳送原子、光子等微觀狀態。憑借量子加密和量子傳輸“絕無僅有”的安全性，量子信息技術將為解決備受世界關注的信息安全問題提供支撐。

科研應用不斷突破，公眾科普任重道遠

由于量子信息在通信、國防安全、金融等方面具有廣闊應用價值和前景，迅速成為世界各國大力發展的重點領域。在這輪量子信息浪潮中，在若干方向上，中國當之無愧成為領跑者之一。2016年，中國發射了世界上第一顆量子通信衛星“墨子號”；2017年，全球首個遠距離量子保密通信骨干網“京滬干線”正式開通，可為沿線金融機構、政府部門等提供高安全等級量子保密通信業務支持。可以說，在量子密鑰分配、量子隱形傳態等領域，我們已經取得國際領先地位，在超導量子計算等方向上，我們進步也非常顯著。

伴隨科研與應用領域的不斷突破，近年來，國內也出版、引進了一些量子信息方面的科普讀物，其中代表如《量子》《量子計算——從“巨人計算機”到“量子位元”》《跨越時空的骰子：量子通信、量子密碼背后的原理》等，量子世界中特有的奇特現象，量子計算、量子加密和量子傳輸等方面的應用可能，正在為更多公眾了解。但與此同時，也應看到科普工作的任重道遠。公眾對量子世界的興趣，很大一部分是被量子論中那些聽上去神奇甚至詭異的觀點激發起來的。以至于現實生活中，“量子+××=高科技”的觀念頗有市場，不法商家打著高科技口號推銷所謂“量子儀器”“量子保健”“量子波動速讀”，招搖撞騙，坑害消費者。對量子信息也是如此，很多人會視量子計算機為無所不能的超級工具，甚至會產生人工智能很快就要壓倒人類的恐懼，也有人一直把量子傳輸理解成超光速通信，并由此產生不必要的誤解。這提醒我們，一方面應通過更系統、更深入的科普工作揭開量子神秘面紗，另一方面，也應引導讀者認識理論假設和應用實踐、理想狀態和現有技術條件之間的距離，更全面理性地關注科技前沿。

如今，新一輪科技革命和產業變革正處于重要交匯期，以數字化、網絡化、智能化為標志的信息技術革命正深刻改變著世界面貌和人類生產生活。關于量子信息乃至整個信息科學的科普工作，還有很大進步空間。眾所周知，我們今天生活在一個信息時代，和量子論一樣，創立于70多年前的信息論也是一門深刻改變了世界的學說，但在這個領域，至今仍然缺乏在公眾中具有廣泛影響力的科普作品。信息論和量子論的結合正煥發新的絢爛光彩，這跟我們每個人息息相關，應該被更深入地認識和理解。

制圖：郭祥

《人民日報》

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