一個人從太空飛船里走進一個特殊裝置，隨后他突然就降落到了地面上——這一出現(xiàn)于上世紀60年代美國科幻電影《星際旅行》中的情景，依賴眼下的普通網(wǎng)絡，也許一萬年都無法實現(xiàn)，但借助于量子網(wǎng)絡，這一圖景卻在理論上具備了可能。記者從7月4日在清華大學舉行的“量子信息科學前沿”暑期研討班開幕式上了解到，由圖靈獎迄今惟一華裔獲得者、清華大學教授姚期智領銜的重大科學問題導向項目，預計將在5年內初步建立全世界第一個“全量子網(wǎng)絡”雛形。據(jù)了解，此次“量子信息科學前沿”暑期研討班集聚了150多名來自瑞典、美國、日本、中國的物理學與計算機科學領域的青年學者。研討班為期一周，由清華大學交叉信息研究院主辦。

　　全量子網(wǎng)絡，指由量子傳輸通道和量子結點組成的復雜信息網(wǎng)絡。每個量子結點有一定的信息存儲和處理功能，單個量子結點構成一個小型的量子計算機，而量子通道則連接不同小型量子計算機。不同于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)，全量子網(wǎng)絡應用了量子物理特性，可突破現(xiàn)有網(wǎng)絡物理極限，具有更強信息傳輸和處理能力。迄今為止，世界上還沒有真正意義上的全量子網(wǎng)絡，而預計5年內建成的全量子網(wǎng)絡雛形光纖通信距離將達到150公里，存儲速度在1至2秒之間。

　　“有人問我，在量子網(wǎng)絡中是否可以把人從一個點傳遞到另一個點，比如從家里去上班，是否都不用乘坐交通工具了？從科學的原則上來說，這確實可以做到——只要宇宙與地球更大一些、實驗室更大一些，而整個人的構造變成非常微小的系統(tǒng)。”據(jù)姚期智教授介紹，目前在實驗室中能做到的是一兩個比分子更微小的系統(tǒng)的傳遞，雖然傳遞活生生的人這么一個大系統(tǒng)在技術上非常困難，但任何探索如果在科學原則上得到理論肯定，并進入相對工程化的階段，科技的進展速度將比普通人的想象迅猛得多。

　　“無論是量子信息還是一般量子前沿研究，目前均為世界各國精英所關注。”據(jù)姚期智教授介紹，一如50年前微電子工業(yè)開始階段，雖然科學家無法看到具體產(chǎn)品，但誰都明白微電子的發(fā)展與前景將對人類科技與產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響一樣，量子科技在未來科研與經(jīng)濟應用領域的革命性影響，已成為共識。

　　在姚期智教授看來，量子科技是一門非常前沿的學問，中國在這方面與世界最先進的研究尚有距離。如何后來居上，關鍵在于找到切入點，這個切入點必須適合兩個條件：既是全球聚焦的方向，又能在這個方向上集聚起全球最有能力的專家組成團隊，在起跑線上與其他國家競爭。“量子信息、量子網(wǎng)絡與量子計算機，就是一個切入點。”

　　量子信息科學在過去10年間取得了巨大發(fā)展，它聯(lián)系多個科學領域，其中包括物理、數(shù)學、計算機科學和信息技術。這些不同領域間富有成效的交叉互動，也帶來了許多激動人心的革命性進展。在過去10多年內，計算機領域的科學家們發(fā)現(xiàn)，在原則上如果用最新方法量子物理來做一個新型量子計算機，或可解決目前不能解決的問題。

　　眼下，全世界都希望做出量子計算機來，而建造量子網(wǎng)絡的目的之一，就是通過量子網(wǎng)絡達到構造量子計算機的目的。姚期智教授指出，建立量子網(wǎng)絡，并構造量子計算機，關鍵在于規(guī)?；?，在于系統(tǒng)做大。

　　“研究量子網(wǎng)絡，做出量子計算機，并非為了淘汰電子計算機。量子計算機的主要目的，是為了應對普通計算機不能做到的情況。”姚期智教授分析，有了量子計算機，將使計算的概念煥然一新，并可解決包括高溫超導體的理論問題等目前不能解決的問題。“有了量子計算機后，能幫助我們知道這些理論是否正確，這是現(xiàn)有計算機永遠不可能做的。”

　　已有理論研究表明，鑒于全量子網(wǎng)絡的復雜性，人們對其認知尚屬初步，而由于量子信息不可克隆，具有特殊性與脆弱性，全量子網(wǎng)絡的物理實現(xiàn)對科學家操控量子態(tài)的能力，提出了極大挑戰(zhàn)。據(jù)悉，全量子網(wǎng)絡基礎和量子結點的物理實現(xiàn)、物理平臺構建與關鍵物理器件實現(xiàn)等，是此次重大科學問題導向項目擬解決的關鍵科學問題。