3 月 15 日消息，據(jù)日經(jīng)亞洲報(bào)道，中美在高科技領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入了一個(gè)新階段，量子技術(shù)將成為在中長(zhǎng)期影響經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的重要技術(shù)之一。
下一代計(jì)算機(jī)量子計(jì)算有望徹底改變工業(yè)材料和醫(yī)藥的發(fā)展，以及人工智能的使用，還將能夠破解互聯(lián)網(wǎng)的加密。發(fā)展量子計(jì)算還可能帶來(lái)破解其他國(guó)家互聯(lián)網(wǎng)通信密碼的能力。
日經(jīng)亞洲稱，美國(guó)在各種技術(shù)方面一直是世界的領(lǐng)跑者，但在量子技術(shù)方面，中國(guó)正處于領(lǐng)先地位。與日本等盟國(guó)的合作，將是美國(guó)政府保持在這一領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。
一、中國(guó)量子技術(shù)專利數(shù)“倍殺”美國(guó)
大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)分析和咨詢服務(wù)公司 Valuenex 對(duì)量子技術(shù)相關(guān)專利的分析顯示，整體來(lái)看，中國(guó)擁有 3000 多項(xiàng)量子技術(shù)相關(guān)專利，大約是美國(guó)的兩倍。
在量子計(jì)算機(jī)硬件方面，美國(guó)的專利數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。以 140 項(xiàng)專利排名第一的 IBM、以 81 項(xiàng)專利排名第三的微軟、以 65 項(xiàng)專利排名第四的谷歌、排名第五的英特爾均為美國(guó)企業(yè)。
在量子計(jì)算軟件技術(shù)相關(guān)專利方面，美國(guó)也領(lǐng)先于其他國(guó)家，專利排行榜全三被美國(guó)企業(yè)包攬，日本 NTT 排名第四，中國(guó)哈工程排名第五。
但在量子通信和密碼學(xué)方面，中國(guó)處于領(lǐng)先地位。在該領(lǐng)域與硬件相關(guān)的專利中，如光子交換設(shè)備，華為以 100 項(xiàng)專利排名第二，北京郵電大學(xué)以 84 項(xiàng)專利排名第四。
中國(guó)公司在量子通信和密碼學(xué)領(lǐng)域也擁有許多軟件技術(shù)專利。
二、中國(guó)將量子信息列為七大科技前沿領(lǐng)域
2013 年的 “斯諾登事件”引發(fā)了全球?qū)α孔油ㄐ藕兔艽a學(xué)的關(guān)注，當(dāng)時(shí)前中央情報(bào)局雇員愛(ài)德華 · 斯諾登揭露了美國(guó)大規(guī)模監(jiān)聽(tīng)活動(dòng)收集情報(bào)的行為，量子技術(shù)被視為更具保密性的通信技術(shù)。
日本國(guó)立信息與通信技術(shù)研究所研究員佐佐木正英（Masahide Sasaki）認(rèn)為，在西方留學(xué)的年輕中國(guó)研究人員回國(guó)后，為中國(guó)量子技術(shù)的突破性進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。
2016 年，中國(guó)成功發(fā)射了全球第一顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星 “墨子號(hào)”，在激烈的全球競(jìng)爭(zhēng)中能取得這一突破，實(shí)屬不易。
作為一顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，“墨子號(hào)”主要有兩個(gè)目的，一是為了實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離星地之間的量子保密通信，二是對(duì)愛(ài)因斯坦所提出的 “量子力學(xué)非定域性”開(kāi)展嚴(yán)格意義下的驗(yàn)證。
國(guó)際學(xué)術(shù)頂刊《自然》（Nature）對(duì)此評(píng)價(jià)道，在這場(chǎng) “特殊的太空競(jìng)賽”中，中國(guó) “邁出了一大步”。
據(jù)悉，“墨子號(hào)”發(fā)出以后，性能指標(biāo)遠(yuǎn)超預(yù)期，原本計(jì)劃兩年內(nèi)完成的科學(xué)試驗(yàn)任務(wù)，在兩三個(gè)月內(nèi)就能完成，現(xiàn)已滿足預(yù)定科學(xué)目標(biāo)。
新美國(guó)安全中心在 2018 年發(fā)布的一份報(bào)告中提到，“中國(guó)顯然渴望領(lǐng)導(dǎo)…… 量子革命。”
中科院院士潘建偉所率領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)是中國(guó)量子通信及計(jì)算研究的排頭兵，其研究論文已多次登上《自然》、《科學(xué)》（Science）等學(xué)術(shù)頂刊。
2020 年 12 月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布該校潘建偉教授等人成功構(gòu)建 76 個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī) “九章”，求解數(shù)學(xué)算法高斯玻色取樣只需 200 秒，跑贏谷歌的 53-qubit 量子電腦原型機(jī)。
最新公布的《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》顯示，中國(guó)計(jì)劃以年均 7% 以上的速度增加全社會(huì)研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入，并將新一代人工智能、量子信息、集成電路、腦科學(xué)與類腦研究、基因與生物技術(shù)、臨床醫(yī)學(xué)和健康、深空深地深海和極地探測(cè)列為攻關(guān)的七大科技前沿領(lǐng)域。
三、多國(guó)加大量子革命戰(zhàn)備，日本愿與美國(guó)合作
近年來(lái)，量子信息技術(shù)的巨大前景，正吸引多國(guó)投入這一賽道的研發(fā)。
2016 年 4 月，歐盟宣布投入 10 億歐元支持量子技術(shù)，作為其繼石墨烯和腦科學(xué)之后的第三個(gè)旗艦型科研項(xiàng)目。同年 7 月，美國(guó)國(guó)家科技委員會(huì)提出《推進(jìn)量子信息科學(xué)：國(guó)家的挑戰(zhàn)與機(jī)遇》報(bào)告，建議加大對(duì)量子信息科學(xué)的投入。
據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu) Astamuse 分析，美國(guó)正在努力追趕，2018 年開(kāi)始的與量子計(jì)算相關(guān)的研究投資是前一年的 3 倍，超過(guò) 2 億美元。
美國(guó)政府的目標(biāo)是開(kāi)發(fā) “量子互聯(lián)網(wǎng)”，這是一種能夠?qū)崿F(xiàn)超安全通信的下一代互聯(lián)網(wǎng)。
與此同時(shí)，2021 年 1 月，《自然》期刊上刊發(fā)了由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉、陳宇翱等撰寫的論文《跨越 4600 公里的天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)》。
利用量子保密通信 “京滬干線”和 “墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，中國(guó)已成功組建了一個(gè)長(zhǎng)達(dá) 4600 公里的全球首個(gè)天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)，可以有效地將衛(wèi)星與地球上的位置連接起來(lái)，已經(jīng)能提供視頻通話、音頻通話、傳真、文本傳輸和文件傳輸?shù)榷喾N服務(wù)。
《自然》雜志審稿人評(píng)價(jià)稱，這是地球上最大、最先進(jìn)的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，是量子通信 “巨大的工程性成就”。
顯然，無(wú)論是歐盟還是美國(guó)，都不打算在量子計(jì)算領(lǐng)域甘居人后。
歐盟委員會(huì)在 3 月 9 日公布的《2030 數(shù)字指南針》報(bào)告展示了歐盟接下來(lái)十年的數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展目標(biāo)，其中在量子計(jì)算方面，計(jì)劃到 2025 年，歐洲將擁有第 1 臺(tái)具有量子加速功能的計(jì)算機(jī)，為歐洲在 2030 年之前處于量子能力的前沿鋪平道路。
更早幾天，3 月 3 日，美國(guó)政府宣布的臨時(shí)國(guó)家安全指導(dǎo)文件稱：“美國(guó)必須重新投入資金，保持我們的科技優(yōu)勢(shì)，再次發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用，與我們的合作伙伴一道建立新的規(guī)則和做法。”該指導(dǎo)意見(jiàn)提到，量子計(jì)算和人工智能將對(duì)經(jīng)濟(jì)、軍事、就業(yè)以及促進(jìn)平等的努力產(chǎn)生廣泛影響。
而在日經(jīng)亞洲看來(lái)，日美合作可能是決定全球科技霸權(quán)斗爭(zhēng)結(jié)果的關(guān)鍵。
日本的通訊和加密技術(shù)比美國(guó)更先進(jìn)，東芝、NEC 和 NTT 持有其近 10% 的硬件專利。一名日本政府官員告訴《日經(jīng)新聞》：“我們?cè)敢庋杆倥c美國(guó)政府合作?！?/p>
結(jié)語(yǔ)：全球競(jìng)逐量子技術(shù)制高點(diǎn)
從國(guó)家安全，到金融、電力等行業(yè)場(chǎng)景，再到個(gè)人，信息安全都無(wú)比重要，量子通信能提供一種更加安全的通信手段，有助于未來(lái)大幅提升信息安全水準(zhǔn)。而擁有超快計(jì)算能力的量子計(jì)算機(jī)，有望解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以解決的計(jì)算難題。
無(wú)論從專利總數(shù)還是前沿研究來(lái)看，中國(guó)的量子通信及量子計(jì)算正處于國(guó)際領(lǐng)先地位。如今量子技術(shù)已成為各國(guó)未來(lái)五年攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)方向，在這一競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，量子技術(shù)相關(guān)研發(fā)及創(chuàng)新或?qū)⑦M(jìn)一步提速。
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