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10月23日,在美國《自然》科學雜誌上,谷歌公司領銜人員發表論文,稱已經成功演示“量子霸權”, 讓量子系統花費約200秒完成傳統超級計算機要1萬年才能完成的任務。

此訊息一出引起世界性的熱議,那麼量子科技是什麼?為什麼量子科技會在世界範圍引起如此大的震動?為什麼量子科技在國際上的爭論此起彼伏?目前,量子領域,仍舊是中美雙雄爭霸的格局,事實上,自1900年量子理論第一次被業界提出,關於它的霸權爭奪就已經開始。

一、量子科技的前世今生?

說到量子力學,“量子糾纏”這一概念相信大部分人腦海中第一反應都是“玄學”,或是認為該領域純屬“妖言惑眾”、“迷信”。這也難怪,關於量子力學的理論,愛因斯坦和波爾都形容其是“上帝跟宇宙在玩擲骰子”,足以見得遠超過我們普通人的理解範疇,我們認為它屬於玄學也就不足為奇了。

事實上,量子力學實際離我們的生活並不遙遠,在實際生活中的應用也十分廣泛。量子力學,是普朗克在1900年首次提出來的理論,稱其在微觀觀世界窺見未來趨勢;於20世紀初,玻爾、海森堡、狄拉克、玻恩、愛因斯坦、薛定諤等大科學家努力完善,在理論上將量子力學這座大廈的理論支柱造好,幫助20世紀下半葉量子理論進入應用時代。電腦中的矽基晶片、二極體、三極體、原子鐘、鐳射都是量子理論的產物。到20世紀下半頁,當量子力學進入“第一次量子革命”階段時,更是為能源、資訊科學、生命科學和材料科學作出巨大貢獻。可以說,沒有量子力學,就沒有現代文明。

而在國家層面,因為量子領域的每一步發展都代表著世界科技最前沿的方向,因此會在經濟、軍事、科研、安全等領域迅速建立全方位的科技優勢,成為了新時代國家“實力”的象徵。也正因如此,在量子領域,有遠見、勢力強盛的國家都在量子科技領域佈下重兵,畢竟誰贏得量子科技的勝利,誰就更可能贏得未來。

二、量子領域現狀:中美雙雄並立,兩方割據

美國是“第一次量子革命”的領跑者,矽谷就是量子技術的“結晶”。進入21世紀後,量子理論的應用更加成熟,以量子通訊和量子計算機為代表的“第二次量子革命”處於臨界點,而中國,作為“量子軍團”的新興力量,開始站上世界的舞臺。2016年,中國研製的世界首顆量子實驗衛星“墨子號”成功發射,並首次成功實現千公里級的星地雙向量子通訊,領先國際相關技術水平至少5年。2018年,美國谷歌公司宣佈推出一款72個量子位元的通用量子計算機Bristlecone,成為算力最強大的量子計算機。現在,谷歌公司又宣佈成功演示“量子霸權”,又是一次量子計算機在算力上的成功提升。可以說,中國和美國分別在“計算”和“通訊”兩個領域,割據一方、不相上下,佔領著量子力學最重要的兩大領域。

從技術的本質上來講,量子計算機具有進攻性,而量子通訊更貼近防守。如果說量子計算機是“矛”,那量子通訊就是“盾”。

目前,美方提出在量子計算領域又取得新的進展,香港的媒體已經大肆宣傳,稱美國已經取代中國量子霸權的地位,稱霸全球了。然而事實,真的如此嗎?

三、 未來世界量子技術領域的格局

未來的量子技術的格局,未必像港媒宣傳的那樣。因為未來的世界量子技術的格局,未必是雙雄對峙。以歐盟為代表的“後起之秀”們,也正在不斷投入資金、奮力直追。2018年,歐盟投入10億歐元實施“量子旗艦”計劃;英國政府則在牛津大學等高校建立量子研究中心,投入約2.5億美元培養人才。除此之外,日本、荷蘭、澳洲分別投入各方資源,開始量子領域慢慢長征。

而中國的“量子躍遷”之路,也是波瀾壯闊。從改革開放初期,將量子力學視為“妖術”、“唯心論”開始,到40年後的今天,中國研製的世界首顆量子實驗衛星“墨子號”成功發射。中國的量子技術的研究風頭正盛。現在,中國量子科研論文發表量排名全球第一、專利應用排名第二。是量子技術領域絕對不可忽視的一股力量。

中國科學院面對美國《自然》雜誌的新論文釋出,迅速回應:中國會繼續在量子科技領域加大研發力度,持續投入。未來的量子技術格局,恐怕沒那麼容易下定論。

儘管科學技術的發展不是為了尋求霸權,量子理論的應用是為全人類造福。但技術競爭不可避免,也正是因為了不同技術方向的競爭,才讓科技得到了進一步的發展。未來的量子技術的發展,也正因為有更多的技術研究者加入,會變成百花齊放百家爭鳴的局面。

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