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中美在量子科技领域的竞争已成定局?恐怕没那么简单

10月23日,在美国《自然》科学杂志上,谷歌公司领衔人员发表论文,称已经成功演示“量子霸权”, 让量子系统花费约200秒完成传统超级计算机要1万年才能完成的任务。

此消息一出引起世界性的热议,那么量子科技是什么?为什么量子科技会在世界范围引起如此大的震动?为什么量子科技在国际上的争论此起彼伏?目前,量子领域,仍旧是中美双雄争霸的格局,事实上,自1900年量子理论第一次被业界提出,关于它的霸权争夺就已经开始。

一、量子科技的前世今生?

说到量子力学,“量子纠缠”这一概念相信大部分人脑海中第一反应都是“玄学”,或是认为该领域纯属“妖言惑众”、“迷信”。这也难怪,关于量子力学的理论,爱因斯坦和波尔都形容其是“上帝跟宇宙在玩掷骰子”,足以见得远超过我们普通人的理解范畴,我们认为它属于玄学也就不足为奇了。

事实上,量子力学实际离我们的生活并不遥远,在实际生活中的应用也十分广泛。量子力学,是普朗克在1900年首次提出来的理论,称其在微观观世界窥见未来趋势;于20世纪初,玻尔、海森堡、狄拉克、玻恩、爱因斯坦、薛定谔等大科学家努力完善,在理论上将量子力学这座大厦的理论支柱造好,帮助20世纪下半叶量子理论进入应用时代。电脑中的硅基芯片、二极管、三极管、原子钟、激光都是量子理论的产物。到20世纪下半页,当量子力学进入“第一次量子革命”阶段时,更是为能源、信息科学、生命科学和材料科学作出巨大贡献。可以说,没有量子力学,就没有现代文明。

而在国家层面,因为量子领域的每一步发展都代表着世界科技最前沿的方向,因此会在经济、军事、科研、安全等领域迅速建立全方位的科技优势,成为了新时代国家“实力”的象征。也正因如此,在量子领域,有远见、势力强盛的国家都在量子科技领域布下重兵,毕竟谁赢得量子科技的胜利,谁就更可能赢得未来。

二、量子领域现状:中美双雄并立,两方割据

美国是“第一次量子革命”的领跑者,硅谷就是量子技术的“结晶”。进入21世纪后,量子理论的应用更加成熟,以量子通信和量子计算机为代表的“第二次量子革命”处于临界点,而中国,作为“量子军团”的新兴力量,开始站上世界的舞台。2016年,中国研制的世界首颗量子实验卫星“墨子号”成功发射,并首次成功实现千公里级的星地双向量子通信,领先国际相关技术水平至少5年。2018年,美国谷歌公司宣布推出一款72个量子比特的通用量子计算机Bristlecone,成为算力最强大的量子计算机。如今,谷歌公司又宣布成功演示“量子霸权”,又是一次量子计算机在算力上的成功提升。可以说,中国和美国分别在“计算”和“通讯”两个领域,割据一方、不相上下,占领着量子力学最重要的两大领域。

从技术的本质上来讲,量子计算机具有进攻性,而量子通讯更贴近防守。如果说量子计算机是“矛”,那量子通讯就是“盾”。

目前,美方提出在量子计算领域又取得新的进展,香港的媒体已经大肆宣传,称美国已经取代中国量子霸权的地位,称霸全球了。然而事实,真的如此吗?

三、 未来世界量子技术领域的格局

未来的量子技术的格局,未必像港媒宣传的那样。因为未来的世界量子技术的格局,未必是双雄对峙。以欧盟为代表的“后起之秀”们,也正在不断投入资金、奋力直追。2018年,欧盟投入10亿欧元实施“量子旗舰”计划;英国政府则在牛津大学等高校建立量子研究中心,投入约2.5亿美元培养人才。除此之外,日本、荷兰、澳大利亚分别投入各方资源,开始量子领域慢慢长征。

而中国的“量子跃迁”之路,也是波澜壮阔。从改革开放初期,将量子力学视为“妖术”、“唯心论”开始,到40年后的今天,中国研制的世界首颗量子实验卫星“墨子号”成功发射。中国的量子技术的研究风头正盛。如今,中国量子科研论文发表量排名全球第一、专利应用排名第二。是量子技术领域绝对不可忽视的一股力量。

中国科学院面对美国《自然》杂志的新论文发布,迅速回应:中国会继续在量子科技领域加大研发力度,持续投入。未来的量子技术格局,恐怕没那么容易下定论。

尽管科学技术的发展不是为了寻求霸权,量子理论的应用是为全人类造福。但技术竞争不可避免,也正是因为了不同技术方向的竞争,才让科技得到了进一步的发展。未来的量子技术的发展,也正因为有更多的技术研究者加入,会变成百花齐放百家争鸣的局面。

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