量子信息科学的一个重要应用是量子计算。一些专家评论说，当量子计算机发展到50个量子位时，它可以实现量子主导，并粉碎世界上任何传统计算机。中国科学院院士潘建伟认为，第一个量子主导将成为物理和计算机科学的里程碑，虽然不能说确切的时间，但应该不远。
在会议上，潘建伟详细解释了中国量子计算研究的时间表：计划5年后实现50个量子比特的连贯操作，计算潜力将超过今年6月世界计算速度排名第一的超级计算机太湖之光；大约15年，构建量子通信安全的未来互联网，即量子互联网。
他补充说，专用量子计算机将在人工智能、大数据分析、信息提取等特殊领域生产10年或更长时间。
在经典计算机中，每个比特只有0和1两种状态。然而，在量子计算中，每个比特都可以处于0和1的叠加状态。一旦操作量子数量增加，它将以指数增长的形式提高计算速度，并具有并行操作的能力。例如，解决10个24个方变量的方程组需要大约100年的时间来计算太湖之光，但只需要数万亿次的量子计算机0.01秒。
潘建伟说：构建小网络作为量子计算机是该领域研究人员努力的方向。IBM、谷歌、微软和中国的研究小组都致力于量子计算机的研发。
潘建伟表示，计划在5-10年内完成100个量子比特甚至数百个量子比特的相关操作。如果达到100个量子比特的相关操作，解决某些特定问题的速度可以达到2的100倍，是全球计算能力的百万倍。
潘建伟透露，量子技术也同时在潜艇独立导航中得到推广。他说，如果潜艇使用传统导航技术潜行100天，误差将达到数百公里，但如果使用成熟的量子精密测量技术，误差将小于1公里。
在量子通信方面，据报道，目前正在建设的京沪干线项目光纤长度约2000公里，计划于2016年底完成，将连接北京、上海等城市网络，通过技术验证，实现在线银行数据远程灾难准备、金融机构信息数据收集等应用示范。8月份发射的中国科学院量子科学实验卫星墨子将实现高速星地量子密钥分发、星地量子纠缠分发和1000公里空地量子隐形传输。目前，已建立星地信道，为以后的实验奠定基础，最终形成天地一体化的量子通信网络。潘建伟说。
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