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阿里、腾讯纷纷布局,这个行业中国屡创世界纪录,美国坐不住了!

华商韬略  2020-10-26 18:03:00  阅读量:7.82万

文/华商韬略 吴苏

说到“量子”,你第一印象可能来自各种产品,比如量子水、量子袜、量子项链、量子眼镜、量子健康杯、量子床垫、量子空气净化器等,去年甚至出现过1分钟看10万字的“量子速读”。

这些都是打着“量子”旗号招摇撞骗。最令人惊讶的是,2017年,深圳警方查封一家名为“龙爱量子”的公司,查获涉案金额高达数十亿元。

为什么利用“量子”这个概念能疯狂吸金?最根本的一点是,对于量子科技,大部分人不懂,骗子利用这一“弱点”,宣传量子科技加持的产品的神奇功效,比如称量子挂坠可以预防癌症。

事实上,据专家介绍,目前除了量子通信应用于金融安全等领域之外,其它量子计算都处于研发阶段,“根本没有应用于民用领域”。

当然,“骗子产业”影响不了真正的科学研究。在量子领域的研究,中国已经跻身世界前列,有些领域比如量子通信领域,中国已遥遥领先。可以说,中国在这方面的深耕,已成为美国的“心腹大患”。

【1】

要了解中国在量子科技领域的成果,首先得知道量子到底是什么。

简单来说,量子指的是物质不可再分的基本单元,例如光量子就是光能量的基本单元,不能再分出半个或者三分之一个光子。我们在物理课上学到的分子、原子、电子等,都是量子的不同表现形式。

在宏观世界中,牛顿经典力学能帮助我们理解和测算物体的运动、速度等规律,但在量子微观世界中,规则却完全不同,其中两个基本原理是“叠加”和“纠缠”。

一个量子可以“叠加”多种状态,多个量子会产生“纠缠”。两个处于纠缠状态的粒子,就像双胞胎的心灵感应一样,无论相隔多远,当一个量子的状态发生变化,另一个量子也会“瞬间”发生变化。

这样的认知,始于德国物理学家马克斯·普朗克,1900年,他提出量子理论。一百多年来,量子理论催生了许多重大发明,核能、激光、半导体等科技问世,还发展出计算机、互联网、手机等应用,对人类社会影响深远。

正是因为量子科技能量巨大,全世界几乎所有大国都砸下巨资,以期获得优势。据不完全统计,美国10年支出12.75亿美元,英国每年2.7亿英镑,日本10年400亿日元,欧盟10年10亿欧元,加拿大10年10亿美元,俄罗斯5年7.9亿美元,印度5年11.2亿美元。

与此同时,全世界商界巨头,包括IBM、谷歌、飞利浦、惠普、西门子、NEC、日立、三菱、阿里、腾讯等纷纷布局。

【2】

全球政商力量优先研发的项目中,有一个是量子通信。传统通信方式,加密方式依靠计算的“复杂性”,有被破解、窃听的风险,而量子通信,用量子做成的“密钥”来传递信息,加密内容不会被破译。

在量子通信领域,中国遥遥领先。2016年,中国发射了自主研制的世界上首颗空间量子科学实验卫星“墨子号”。对此,《自然》杂志认为,在这个领域,“中国用了不到10年的时间,由一个不起眼的国家发展成为现在的世界劲旅,将领先于欧洲和北美”。

“墨子号”的突破,在于为通过太空“量子传密”提供了可能。实验表明,在1200公里的通信距离上,星地量子密钥的传输效率比地面光纤信道高1万亿亿倍,足见“墨子号”科技含金量之高。

未来,中国有可能继续发射“墨子一号”、“墨子二号”,中国量子通信网将连接中国和欧洲,在2030年扩充成20颗卫星规模的全球第一张“量子互联网”。

今年,中国科学家在量子通信领域已斩获多项世界级成果:3月,中科大潘建伟团队等研究人员实现了500公里级真实环境光纤的双场量子密钥分发和相位匹配量子密钥分发,传输距离达509公里,“创造了新的世界纪录”。

5月,中国科研团队在国际物理学权威期刊《现代物理评论》上发表论文,系统阐释量子密码的原理、理论和实验技术,引起业界广泛关注。

9月,郭光灿院士团队和奥地利同行合作,首次实现高保真度的32维量子纠缠态,显著提高了量子通信的信道容量,创造了当前世界最高水平。

眼看中国量子技术突飞猛进,美国坐不住了。2017年,美国政府把“量子密钥”分发的美国相关产品列入出口管制清单,只对中国非政府类用户可以适用“许可证例外”,试图钳制中国量子技术的发展。

【3】

除了量子通信,中国在量子计算领域的进击,也令人刮目相看。

和传统计算机相比,量子计算机在计算能力上拥有极强优势。去年10月,谷歌研究人员在《自然》杂志发表论文称,已成功演示“量子霸权”,让量子系统仅花费200秒,就能完成传统超级计算机要1万年才能完成的任务。

近年来,中国多支科研团队在量子计算领域取得阶段性成果。

去年年底,潘建伟等学者与德国、荷兰的科学家合作,首次实现了20光子传输60×60模式干涉线路的玻色取样量子计算,在四大关键指标上都大幅刷新国际纪录,逼近实现量子计算研究的重要目标“量子霸权”。

今年年初,潘建伟透露,我国的量子计算机有望在今年,达到谷歌去年的水平。到2020年9月,他表示,中国已经实现的光量子计算性能,超过谷歌量子计算机的100万倍。具体运算速度是unknown(未知)值。

在企业方面,阿里、腾讯、华为百度等科技企业也相继出台量子计算研究计划。上个月,中国企业自主研发的6比特超导量子计算云平台正式上线,全球用户可以在线体验来自中国的量子计算服务。

这些成果和行动,媒体总结为,“量子通信‘墨子’领跑,量子计算中国抢占先机”。

当然,在量子科技领域,中国也有不少短板,比如量子通信上游的关键设备,国产脉冲光源、单光子探测器、光调制器等产品的性能和国外还有差距,芯片设计环节比较薄弱,雪崩二极管等基本依赖国外进口。

这就需要政企联手出击,用郭光灿院士的话来说,“我们不能成为‘游击队’,我们必须组织一支‘集团军’”。

正如媒体所言,发展量子科技,“特别需要面向长远目标,通过国家层面的顶层设计和前瞻布局,整合优势资源形成自主创新的体系化能力”。

注:以上图片来源于网络,侵权必删

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关键词阅读: 芯片 / 华为 / 百度
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