在剛剛過(guò)去的10天中，有關(guān)量子科學(xué)的新聞忽然多了起來(lái)。
先有2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的頒發(fā)，三位物理學(xué)家對(duì)量子糾纏實(shí)驗(yàn)做出驗(yàn)證的物理學(xué)家，共同獲得了1000萬(wàn)瑞典克朗獎(jiǎng)金。隨后，歐洲宣布2030年將建成量子計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的消息，也一度引發(fā)廣泛討論。
此前，谷歌、IBM、英特爾等國(guó)外科技巨頭已先后推出自己的量子計(jì)算機(jī)及相關(guān)產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)方面，阿里、百度等企業(yè)，也先后圍繞量子計(jì)算展開(kāi)布局。與此同時(shí)，資本對(duì)于初創(chuàng)型量子計(jì)算企業(yè)的關(guān)注度也開(kāi)始提高，據(jù)新浪科技不完全統(tǒng)計(jì)，今年以來(lái)至少有9家初創(chuàng)企業(yè)獲得資本加持。
然而，在引發(fā)關(guān)注的同時(shí)，一些打著“量子科技”名號(hào)的圈錢炒作套路，也開(kāi)始出現(xiàn)，擾亂并破壞著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。從實(shí)驗(yàn)室走向真實(shí)世界的過(guò)程中，量子科技的發(fā)展，仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。
掌控量子比特，已到產(chǎn)業(yè)化臨界點(diǎn)
對(duì)于普通大眾而言，量子科技與我們有何關(guān)系？生活中有哪些具體的案例？人們對(duì)這些問(wèn)題的答案知之甚少。殊不知在不自覺(jué)間，量子科技的發(fā)展已經(jīng)走過(guò)了第一階段，如今已到了第二次量子革命的前夜。
事實(shí)上，從原子彈到半導(dǎo)體晶體管，從核磁共振以及激光技術(shù)，這些尖端科技成果的發(fā)明創(chuàng)造，都可以稱得上是第一輪量子革命的杰作。據(jù)百度量子計(jì)算研究所所長(zhǎng)段潤(rùn)堯此前對(duì)《財(cái)瞭》介紹，“原子彈在最開(kāi)始的時(shí)候，便是通過(guò)量子力學(xué)分析并發(fā)現(xiàn)鈾材料裂變會(huì)產(chǎn)生巨大能量，最終研發(fā)得出的。此外，如今我們生活、工作已離不開(kāi)的手機(jī)、電腦，這些設(shè)備賴于運(yùn)行所需的算力，是由基于電子理論發(fā)現(xiàn)的晶體管所提供的，這與量子同樣有著密不可分的關(guān)聯(lián)�！�
而在走過(guò)最初被動(dòng)地理解并運(yùn)用量子科學(xué)之后，如今的量子科技，也正在走向新一輪以“掌控量子”為目的的新階段。而在這一輪變革中，以量子計(jì)算、量子通訊以及量子精密測(cè)量為代表的量子科技領(lǐng)域，正成為新的焦點(diǎn)。
“第一次量子革命，說(shuō)白了還是對(duì)量子力學(xué)的直接的使用。而第二次量子革命將不再局限于此，他將會(huì)上升到更加微觀的層面，直接去操控單個(gè)的原子或系統(tǒng)，然后據(jù)此做出我們想做的事。”段潤(rùn)堯表示。而在此前的發(fā)言中，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士郭光燦，同樣有著類似的觀點(diǎn)。
學(xué)界以及企業(yè)界共同的呼聲，隱約宣告了新一輪量子革命即將到來(lái)的事實(shí)。
以量子計(jì)算為例，當(dāng)前，業(yè)界普遍認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展將經(jīng)歷三個(gè)階段：第一階段，研制50-100個(gè)量子比特的專用量子計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”里程碑式突破；第二階段，研制可操縱數(shù)百個(gè)量子比特的量子模擬機(jī)，解決一些超級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)法勝任、具有重大實(shí)用價(jià)值的問(wèn)題；第三階段，大幅提高量子比特操縱精度、集成數(shù)量和容錯(cuò)能力，研制可編程通用量子計(jì)算機(jī)。
（百度超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“乾始”，可控制10個(gè)量子比特）
據(jù)段潤(rùn)堯介紹，當(dāng)量子計(jì)算可控制的量子比特?cái)?shù)量超過(guò)60-70個(gè)后，就可以達(dá)到一定的量子優(yōu)越性。而目前國(guó)際上主流的量子芯片比特?cái)?shù)早已突破了百個(gè)，IBM推出的量子比特處理器，更是達(dá)到了127個(gè)量子比特之多�！傲孔佑�(jì)算面向產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用已經(jīng)處在一個(gè)臨界的位置。如果我們能夠突破這個(gè)臨界點(diǎn)，后面就能夠得到數(shù)百個(gè)量子比特，就可以在一些人工智能、組合優(yōu)化的應(yīng)用上產(chǎn)生效果�！�
在此之外，在量子通信領(lǐng)域，目前我國(guó)“墨子號(hào)”量子科學(xué)衛(wèi)星已實(shí)現(xiàn)了千公里的星地雙向分發(fā)，世界上首條量子保密通信干線——“京滬干線”也已正式開(kāi)通。在量子精密測(cè)量領(lǐng)域，這一被外界稱為最有可能率先實(shí)用化的領(lǐng)域，也正在不斷地有新的成果落地。
今年國(guó)內(nèi)9家量子創(chuàng)企獲得融資
從技術(shù)角度而言，由于量子所具有的不可分割性、量子疊加與糾纏等特性，這導(dǎo)致基于量子科技的加密算法具有絕對(duì)保密性，不易被竊聽(tīng)；基于量子比特而設(shè)計(jì)的100個(gè)容錯(cuò)量子比特計(jì)算機(jī)，在運(yùn)算速度上可以超過(guò)當(dāng)前所有的計(jì)算機(jī)算力之和。這些優(yōu)勢(shì)，成為了全球各國(guó)以及主要科技企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。
中科院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)潘建偉曾用激光槍與核武器的關(guān)系，比喻量子計(jì)算與傳統(tǒng)計(jì)算的關(guān)系。在他看來(lái)，“如果說(shuō)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)是機(jī)關(guān)槍，那么量子計(jì)算機(jī)就像核武器。”量子計(jì)算技術(shù)一旦突破，掌握這種能力的國(guó)家和主體 ，便會(huì)在經(jīng)濟(jì)、軍事、科研、安全等領(lǐng)域迅速建立全方位優(yōu)勢(shì)，而沒(méi)有這門技術(shù)的國(guó)家和主體，則可能經(jīng)歷一場(chǎng)噩夢(mèng)。
據(jù)新浪科技不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，包括中國(guó)、美國(guó)、日本、歐洲等在內(nèi)的15個(gè)世界主要大國(guó)和地區(qū)，均相繼啟動(dòng)了量子科技發(fā)展計(jì)劃，加大量子科技發(fā)展的經(jīng)濟(jì)投入。頭部科技互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中，谷歌、IBM、霍尼韋爾、微軟、英特爾等均圍繞量子科技展開(kāi)布局。
國(guó)內(nèi)方面，目前阿里、百度等均推出了自己的量子計(jì)算機(jī)。此外，近一年來(lái)，國(guó)內(nèi)已有9家量子計(jì)算企業(yè)獲得融資，融資額在億元以上的就有5家，包括量旋科技、圖靈量子、華翊量子、未磁科技、本源量子。
（制圖：新浪科技）
有今年4月份獲得新一輪融資的玻色量子創(chuàng)始人兼CEO文凱對(duì)《財(cái)瞭》表示，“資本界對(duì)量子科技企業(yè)的關(guān)注度在持續(xù)增長(zhǎng)，體現(xiàn)了這個(gè)行業(yè)的巨大前景�！睋�(jù)他介紹，2021年7月，光量子計(jì)算代表企業(yè)PsiQuantum獲得4.5億美元的D輪融資后。目前量子計(jì)算的其它技術(shù)路線也獲得了大量的投資，同時(shí)還出現(xiàn)了數(shù)個(gè)上市企業(yè)，大家都在努力向著產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn)�！盀榱俗屃孔佑�(jì)算走出象牙塔和實(shí)驗(yàn)室，目前玻色量子已突破光量子計(jì)算概念驗(yàn)證階段，在生物醫(yī)藥、金融、AI等各行業(yè)實(shí)現(xiàn)了光量子計(jì)算場(chǎng)景應(yīng)用的商業(yè)化�！蔽膭P表示。
據(jù)段潤(rùn)堯提供的一組數(shù)據(jù)顯示，到2031年，全球量子計(jì)算直接相關(guān)的產(chǎn)業(yè)規(guī)�？梢赃_(dá)到8千億元。而在另一方面，相關(guān)調(diào)研表明，重大的企業(yè)，有將近70%的企業(yè)都希望能夠進(jìn)行量子計(jì)算相關(guān)的布局。
量子科技的“內(nèi)憂外患”
顛覆性的技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及空前的市場(chǎng)想象力，讓越來(lái)越多的國(guó)家、企業(yè)及投資人相繼押寶量子科技。然而對(duì)于國(guó)內(nèi)而言，美好的愿景之前，當(dāng)前國(guó)內(nèi)量子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，仍面臨著產(chǎn)業(yè)配套不健全、技術(shù)落地難等方面的挑戰(zhàn)。
“目前國(guó)內(nèi)量子科技相關(guān)企業(yè)普遍剛剛起步，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈又不具有芯片制備、硬件制造工藝、產(chǎn)線、人才等方面的產(chǎn)業(yè)配套優(yōu)勢(shì)，想要持續(xù)發(fā)展挺困難�！庇袑�(duì)量子計(jì)算深有研究的投資人宇軒對(duì)《財(cái)瞭》透露。據(jù)他介紹，量子科技的落地同樣有賴于光刻機(jī)等半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，而在這些領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)仍存在諸多卡脖子的環(huán)節(jié)。
此外，相比于產(chǎn)業(yè)配套的不健全，目前量子計(jì)算在運(yùn)算過(guò)程中難以提供穩(wěn)定的算力；量子比特的數(shù)量雖然夠了，但量子糾纏的操縱精度、糾錯(cuò)容錯(cuò)能力不夠等問(wèn)題，也困擾著每一個(gè)業(yè)內(nèi)的人士。據(jù)宇軒透露，“目前賽道上知名公司，幾乎沒(méi)有實(shí)現(xiàn)累計(jì)盈利，只有極少數(shù)達(dá)到千萬(wàn)元以上營(yíng)收�！�
更為魔幻的是，認(rèn)真從事量子科技研發(fā)的公司尚且沒(méi)有實(shí)現(xiàn)盈利，而一些打著“量子科技”名頭行騙的公司，則開(kāi)始不斷地出現(xiàn)。
今年7月，金華義烏警方破獲一起打著“量子密碼高科技”旗號(hào)詐騙案件，受害群體主要集中在老年群體。該公司推出的3000元一雙的“量子鞋”，號(hào)稱可以打通經(jīng)絡(luò)、激活細(xì)胞、消除毒素，購(gòu)買還可以獲得公司的股權(quán)返利。而在更早之前，“利用量子糾纏原理讓莊稼多吸肥，害蟲(chóng)不能產(chǎn)卵”“量子的波粒二象性就是陰和陽(yáng)，科學(xué)地解釋了風(fēng)水”等打著“量子科技”行騙的現(xiàn)象，也層出不窮。
據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)有近4200家經(jīng)營(yíng)范圍含“量子”的企業(yè)，除去真正從事量子技術(shù)及產(chǎn)業(yè)鏈配套的公司外，其中不乏大量打著“量子”名義圈錢、騙錢的公司。
對(duì)此，被外界譽(yù)為中國(guó)“量子之父”的潘建偉也曾警醒道，“對(duì)量子計(jì)算的應(yīng)用進(jìn)行某些超于實(shí)際、不切實(shí)際的宣傳，對(duì)公眾和投資者造成了一定的誤導(dǎo)。這從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講，會(huì)對(duì)量子計(jì)算整個(gè)領(lǐng)域的健康發(fā)展帶來(lái)不利影響�！�
內(nèi)憂外患之下，或許在發(fā)展量子科技的過(guò)程中，我們更應(yīng)該本著實(shí)事求是的態(tài)度，努力為量子科技的發(fā)展?fàn)I造一個(gè)可持續(xù)的發(fā)展環(huán)境。
