瞭望｜全球“量子霸权”争夺战观察-新华网

因为量子，国际IT巨头近期集体“躁动”了。继去年底IBM抢先发布“50比特量子计算机样机”、英特尔于今年初发布“49比特量子芯片”后，仍在研制的谷歌和微软的“新量子武器”，日前已迫不及待“放风卡位”，称几周内将公布“里程碑式”重大成果。而量子霸权，正是新世界颠覆旧秩序的标志性转折点。这个“靶点”2011年由美国物理学家提出，意指当量子计算机发展到50个比特时，计算能力将超越全球最快的传统计算机，实现“称霸”。数量够了，质量不够。多位业内专家介绍，量子霸权所指的50个比特，数量是一方面，更要看量子纠缠操纵精度、相干特性、逻辑门保真度等指标，这才是主要难点。“实现量子霸权至少有两个关键技术：比特数和纠错容错能力，不能保持脆弱的量子相干性，无法实现真正意义上的量子计算。”中科院院士、中科院量子信息重点实验室主任郭光灿介绍说，近年来量子比特数研究进展较快，但纠错容错能力进展缓慢。美国得州大学奥斯汀分校量子信息中心主任斯科特·阿伦森表示，量子数量远不是唯一的关键因素，加拿大D-Wave公司的产品已实现了2000个量子比特，但这些量子位似乎没有足够长的相干时间，以至于该产品并没有明显胜过传统计算机。“样机”和“测试芯片”未获认可。2017年度菲涅尔奖获得者、中国科学技术大学教授陆朝阳认为，IBM发布的是“样机”，没有公布有价值的测试结果，并不被学界认可。只有经过严格的同行评议并在国际学术期刊上发表测试结果，才具权威性。《瞭望》新闻周刊记者获悉，近期中国的一个量子研究组再次刷新纪录，可模拟超过60个比特的量子计算。这意味着，量子霸权的“门槛”已提高到60个以上，未来还可能提高。受访学者们认为，几大IT巨头密集发布量子计算进展，很大程度上是出于商业目的，争夺行业话语权和公众眼球。但从侧面也表明，量子计算加速发展，国际竞争日趋激烈。“依靠因数分解能力，将来可以破解广泛应用的加密算法RSA，那么无论是信用卡、支付宝，还是正在兴起的区块链技术，都将被极大地动摇。”中科大副研究员、科技与战略风云学会会长袁岚峰表示，算法的演进将深刻影响量子计算“战局”。凭借着潘建伟、郭光灿等领军科学家及团队的一系列重大突破，如今的中国已站在世界量子信息科研的舞台中央。近两年来，中国发射了世界首颗量子通信科学实验卫星，首次实现千公里量子纠缠，成功研发全球首台超越早期经典计算机的光量子计算机。据了解，在量子计算多条技术路线上，中国在光量子方向领先，在半导体、超冷原子方向稍落后，在超导方向明显落后。如IBM、英特尔公布实现50个、49个超导量子比特，中国已公布的最高为10个。潘建伟介绍说，他十几年前回国启动量子通信研究的时候，不断有人质疑：“这个东西这么难，中国能做成吗？”“发达国家还没做，中国先做有风险吗？”“这是一种‘科技不自信’，不太相信我们能做一些超越的事。”潘建伟说，得益于国家支持和“集中力量办大事”的体制优势，中国量子通信走到了世界最前列，他对量子计算同样充满信心。近期国内出现“量子热”，多个地方布局量子研究，“招兵买马”建实验室。学者们认为，重视量子科研是好事，但如果大家都上马，客观上会分散资金和力量，造成重复建设。“20年前，我曾经有些冒失地给钱学森先生写信，希望他能像研制‘两弹一星’一样，牵头组织攻关量子计算机。”郭光灿回忆，钱老回信说，他已经坐在轮椅上不能出来工作，但很支持这个想法。郭光灿建议，中国筹划建设的量子信息国家实验室应尽快落地，发挥体制优势，协调各方力量全国“一盘棋”，“大家协同创新，在各自环节上做到最好，而不是每个团队单打独斗。”“要打赢量子霸权争夺战，不能做‘游击队’，一定要组织‘集团军’。”郭光灿说，量子计算机产业涉及硬件、软件、标准、工程技术、用户习惯等方方面面，需要政府支持、科研机构、企业合作乃至社会大众的关注。只有凝聚优势力量，创新运行机制，中国才能主导“战局”，避免重走传统计算机产业被动、跟随的老路。（记者 徐海涛 刊于《瞭望》2018年第7-8期）