在剛剛過去的10天中，有關(guān)量子科學(xué)的新聞忽然多了起來。
先有2022年諾貝爾物理學(xué)獎的頒發(fā)，三位物理學(xué)家對量子糾纏實驗做出驗證的物理學(xué)家，共同獲得了1000萬瑞典克朗獎金。隨后，歐洲宣布2030年將建成量子計算網(wǎng)絡(luò)的消息，也一度引發(fā)廣泛討論。
此前，谷歌、IBM、英特爾等國外科技巨頭已先后推出自己的量子計算機及相關(guān)產(chǎn)品，國內(nèi)方面，阿里、百度等企業(yè)，也先后圍繞量子計算展開布局。與此同時，資本對于初創(chuàng)型量子計算企業(yè)的關(guān)注度也開始提高，據(jù)新浪科技不完全統(tǒng)計，今年以來至少有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，一些打著“量子科技”名號的圈錢炒作套路，也開始出現(xiàn)，擾亂并破壞著整個行業(yè)的發(fā)展。從實驗室走向真實世界的過程中，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
對于普通大眾而言，量子科技與我們有何關(guān)系？生活中有哪些具體的案例？人們對這些問題的答案知之甚少。殊不知在不自覺間，量子科技的發(fā)展已經(jīng)走過了第一階段，如今已到了第二次量子革命的前夜。
事實上，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)百度量子計算研究所所長段潤堯此前對《財瞭》介紹，“原子彈在最開始的時候，便是通過量子力學(xué)分析并發(fā)現(xiàn)鈾材料裂變會產(chǎn)生巨大能量，最終研發(fā)得出的。此外，如今我們生活、工作已離不開的手機、電腦，這些設(shè)備賴于運行所需的算力，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)。”
而在走過最初被動地理解并運用量子科學(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，以量子計算、量子通訊以及量子精密測量為代表的量子科技領(lǐng)域，正成為新的焦點。
“第一次量子革命，說白了還是對量子力學(xué)的直接的使用。而第二次量子革命將不再局限于此，他將會上升到更加微觀的層面，直接去操控單個的原子或系統(tǒng)，然后據(jù)此做出我們想做的事�！倍螡檲虮硎�。而在此前的發(fā)言中，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士郭光燦，同樣有著類似的觀點。
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的事實。
以量子計算為例，當(dāng)前，業(yè)界普遍認為量子計算機的發(fā)展將經(jīng)歷三個階段：第一階段，研制50-100個量子比特的專用量子計算機，實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”里程碑式突破；第二階段，研制可操縱數(shù)百個量子比特的量子模擬機，解決一些超級計算機無法勝任、具有重大實用價值的問題；第三階段，大幅提高量子比特操縱精度、集成數(shù)量和容錯能力，研制可編程通用量子計算機。
（百度超導(dǎo)量子計算機“乾始”，可控制10個量子比特）
據(jù)段潤堯介紹，當(dāng)量子計算可控制的量子比特數(shù)量超過60-70個后，就可以達到一定的量子優(yōu)越性。而目前國際上主流的量子芯片比特數(shù)早已突破了百個，IBM推出的量子比特處理器，更是達到了127個量子比特之多。“量子計算面向產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用已經(jīng)處在一個臨界的位置。如果我們能夠突破這個臨界點，后面就能夠得到數(shù)百個量子比特，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“墨子號”量子科學(xué)衛(wèi)星已實現(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”也已正式開通。在量子精密測量領(lǐng)域，這一被外界稱為最有可能率先實用化的領(lǐng)域，也正在不斷地有新的成果落地。
今年國內(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保密性，不易被竊聽；基于量子比特而設(shè)計的100個容錯量子比特計算機，在運算速度上可以超過當(dāng)前所有的計算機算力之和。這些優(yōu)勢，成為了全球各國以及主要科技企業(yè)競爭的焦點。
中科院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長潘建偉曾用激光槍與核武器的關(guān)系，比喻量子計算與傳統(tǒng)計算的關(guān)系。在他看來，“如果說傳統(tǒng)計算機是機關(guān)槍，那么量子計算機就像核武器。”量子計算技術(shù)一旦突破，掌握這種能力的國家和主體 ，便會在經(jīng)濟、軍事、科研、安全等領(lǐng)域迅速建立全方位優(yōu)勢，而沒有這門技術(shù)的國家和主體，則可能經(jīng)歷一場噩夢。
據(jù)新浪科技不完全統(tǒng)計，截至目前，包括中國、美國、日本、歐洲等在內(nèi)的15個世界主要大國和地區(qū)，均相繼啟動了量子科技發(fā)展計劃，加大量子科技發(fā)展的經(jīng)濟投入。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布局。
國內(nèi)方面，目前阿里、百度等均推出了自己的量子計算機。此外，近一年來，國內(nèi)已有9家量子計算企業(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《財瞭》表示，“資本界對量子科技企業(yè)的關(guān)注度在持續(xù)增長，體現(xiàn)了這個行業(yè)的巨大前景�！睋�(jù)他介紹，2021年7月，光量子計算代表企業(yè)PsiQuantum獲得4.5億美元的D輪融資后。目前量子計算的其它技術(shù)路線也獲得了大量的投資，同時還出現(xiàn)了數(shù)個上市企業(yè)，大家都在努力向著產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進。“為了讓量子計算走出象牙塔和實驗室，目前玻色量子已突破光量子計算概念驗證階段，在生物醫(yī)藥、金融、AI等各行業(yè)實現(xiàn)了光量子計算場景應(yīng)用的商業(yè)化�！蔽膭P表示。
據(jù)段潤堯提供的一組數(shù)據(jù)顯示，到2031年，全球量子計算直接相關(guān)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模可以達到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)都希望能夠進行量子計算相關(guān)的布局。
量子科技的“內(nèi)憂外患”
顛覆性的技術(shù)優(yōu)勢以及空前的市場想象力，讓越來越多的國家、企業(yè)及投資人相繼押寶量子科技。然而對于國內(nèi)而言，美好的愿景之前，當(dāng)前國內(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)。
“目前國內(nèi)量子科技相關(guān)企業(yè)普遍剛剛起步，國內(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，想要持續(xù)發(fā)展挺困難。”有對量子計算深有研究的投資人宇軒對《財瞭》透露。據(jù)他介紹，量子科技的落地同樣有賴于光刻機等半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，而在這些領(lǐng)域，目前國內(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，目前量子計算在運算過程中難以提供穩(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、糾錯容錯能力不夠等問題，也困擾著每一個業(yè)內(nèi)的人士。據(jù)宇軒透露，“目前賽道上知名公司，幾乎沒有實現(xiàn)累計盈利，只有極少數(shù)達到千萬元以上營收。”
更為魔幻的是，認真從事量子科技研發(fā)的公司尚且沒有實現(xiàn)盈利，而一些打著“量子科技”名頭行騙的公司，則開始不斷地出現(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”，號稱可以打通經(jīng)絡(luò)、激活細胞、消除毒素，購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，害蟲不能產(chǎn)卵”“量子的波粒二象性就是陰和陽，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，目前我國有近4200家經(jīng)營范圍含“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。
對此，被外界譽為中國“量子之父”的潘建偉也曾警醒道，“對量子計算的應(yīng)用進行某些超于實際、不切實際的宣傳，對公眾和投資者造成了一定的誤導(dǎo)。這從長遠來講，會對量子計算整個領(lǐng)域的健康發(fā)展帶來不利影響。”
內(nèi)憂外患之下，或許在發(fā)展量子科技的過程中，我們更應(yīng)該本著實事求是的態(tài)度，努力為量子科技的發(fā)展?fàn)I造一個可持續(xù)的發(fā)展環(huán)境。
