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不亚于“芯片”的王炸行业?中美赛跑 谁将赢得

作者: 精装之家 来源: 精装之家 发布时间: 2021年07月24日 03:39:52

  2021年7月1日,中科大潘建伟团队宣称又一次实现了“量子计算优越性”。世界最强的超级计算机8年才能完成的任务,用“祖冲之号”量子计算机(超导量子计算)最短1.2个小时就能实现。这距离我国2020年12月,通过“九章”量子计算机(光量子)首次实现量子计算优越性,仅过去7个月。

  量子科技,已成为大国资本博弈的下一个角力场。

  2020年成为量子技术投资爆发的节点,全球投资总额跳升3倍至9.2亿美元,各国开始探索量子技术在金融、制药、AI等领域的现实应用。目前,仅量子计算领域,全球创业公司已有80多家。

  未来,一旦量子计算的超强算力在实业领域落地,将彻底改变众多产业的发展格局。据波士顿咨询公司预测,到2030年,量子计算市场规模有望达到500多亿美元,发展空间广阔。

  而当下,量子计算的商业模式和产业前景,在各大科技巨头和初创公司的探索、演绎和推进下,似乎逐渐变得有迹可循,制药、金融、材料研发、AI等多个产业开始描绘融入量子计算后的蓝图:通过量子计算,摩根大通能获得投资组合优化服务;初创数字保险公司能更精准地进行风险定价;制药公司能找到治疗阿尔茨海默症的方法;环保咨询公司能提出突破性的碳捕捉解决方案……

  第二次量子革命,开启大国科技博弈新赛道

  作为不可分割的最小能量单位,量子的世界令人着迷。

  比如,按照爱因斯坦的说法,两个互相纠缠的粒子之间有一种“鬼魅般的超距作用”,即使处于两个不同的星球,只要一个粒子被操作而发生变化,另一个粒子也会相应变化。这个谜之现象,叫做量子纠缠。

  薛定谔则用猫描述了另一现象,量子叠加:猫所处的死与活的叠加态,是量子力学中的普遍事件。

  自从1900年量子力学的大厦开始构建,我们的世界便多了一种奇妙的表达。由此开启的第一次量子革命,催生了半导体、激光、核磁共振、卫星定位等技术,衍生的手机、电脑、互联网等应用,都为我们今天广泛享用。

  20世纪90年代以来,科学家对光子、原子等微观粒子进行主动的精确操纵,又将我们带到了第二次量子革命的风口。

  比如,借助量子纠缠效应,实现量子通信:通过操纵一个粒子,引起与之纠缠的其他粒子的状态变化,完成任意距离的两点之间的信息同步传送,并不被破解。2016年,中国发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”,成为量子太空竞赛的领跑者。

  再如,借助量子叠加、纠缠等原理,进行量子计算与储存:给传统计算机的基础运算单位比特,加上量子态,那么,量子比特就拥有了量子叠加的状态,它可以是0,也可以是1,通过并行处理,可以获得超越经典计算机的强大算力,实现“量子优越性”,又称“量子霸权(Quantum Supremacy)”。

  2019年,IBM发布全球首款商用量子计算原型机;谷歌刊登“实现量子霸权”的论文,宣布研制出了拥有53个超导量子比特的量子计算原型机“悬铃木”(Sycamore),可以在200秒内运行超级计算机“顶点”(Summit)耗时1万年才能完成的计算。这两大标志性事件,将量子计算推向了一个新高潮。

  2020年12月,中国科学技术大学潘建伟团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”,求解数学算法高斯玻色取样只需200秒。这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。

  可以说,相比AI、云计算、5G等,量子科技是21世纪最值得期待的底层技术,更是未来大国科技博弈最大的变量之一。2020年10月,中央政治局就量子科技研究和应用前景举行了集体学习,时任清华大学副校长的中国科学院院士薛其坤进行讲解。

  任何能够重构产业链的科技,都备受政府重视。如今,各国纷纷加强量子领域的“军备竞赛”。光子盒数据显示,全球国家量子倡议基金管理的资金合计高达222.68亿美元,其中,中国对量子技术领域的拨款计划达100亿美元(含未来投入);其次是德国,其财政拨款为31.18亿美元。欧盟委员会宣布的量子技术旗舰计划,投资规模达10亿欧元。值得一提的是,作为这一计划的一部分,2018年在巴黎成立的Quantonation,也是全球第一家专注量子领域的风险投资基金。

  正如当年,红杉作为第一家机构投资了苹果、谷歌、思科等众多创新型公司,把握了互联网时代的脉搏,Quantonation则为量子信息时代而生。其投资经常从实验室阶段开始,并分布在四个领域:量子通信、量子计算、量子传感和深层物理;两年多时间已投资了12家量子技术公司,包括Pasqal、Orqa Computing、Multiverse和Kets等。