量子技术会成为5G和人工智能之后的新技术战场吗？
上周，“量子技术”一词在主流新闻媒体上引起了热议。继人工智能和区块链之后，量子技术已成为中共中央政治局集体学习的又一前沿技术领域。如今，人工智能技术可以很容易地从面部识别和面部解锁等应用程序中检测出来。以比特币为代表的数字货币热潮迅速让公众了解区块链技术。相比之下，量子技术离普通人的生活还很远。可以毫不夸张地说，我们现在接触到的各种东西，比如以量子命名的“量子波速读”和“量子按摩器”，与真正的量子技术没有任何关系。什么是量子技术？有哪些应用程序？为什么量子技术如此重要？让我们来看看量子计算，这是量子技术的一个重要应用方向。“自然并不是经典物理学所描述的那样。量子力学是模拟自然的最好方法。1981年，美国物理学家费曼提出了一个想法，即利用量子力学来制造一种新型计算机，以解决传统计算机无法解决的问题。在传统计算机中，信息的基本单位是位，而位可以是0或1。量子计算机以量子位为基本信息单位，量子具有叠加和干扰等特性，因此量子位可以同时处于0和1的状态，这使得量子计算机在处理特定问题上远远超越了经典计算机。它可能会彻底改变化学反应，因为化学反应太复杂了，现有的计算机无法精确模拟它们。量子计算机可以解决复杂的数学问题，这些问题可以应用于材料科学、制药和电池等领域。《经济学人》报道。在过去的40多年里，量子计算机已经从概念逐步发展成为科技巨头的研究项目。在国际上，谷歌、IBM、英特尔、微软等公司已经在量子计算领域部署了多年，其中谷歌的研究成果最受关注。2019年10月，谷歌的一项研究登上了《自然》150周年纪念号的封面，被认为是量子计算领域的一个里程碑。在这项研究中，谷歌使用了一台54量子比特的量子计算机来执行传统架构计算机无法完成的任务。研究人员估计，用世界上最强大的传统计算机来完成机器在3分钟或更长时间内完成的任务，大约需要1万年的时间。
[第1001号]
谷歌首席执行官Sundar Pichai宣布谷歌实现“量子霸权”。该研究旨在解决人工设计中的问题，这些问题几乎没有实际应用。然而，就像AlphaGo展示了谷歌在人工智能方面的技术实力一样，谷歌也声称已经利用这项研究实现了“量子霸权”。量子霸权，或“量子优势”，是指量子计算设备在特定测试用例中表现出超过所有经典计算机的计算能力。然而，在倡导量子霸权的同时，谷歌首席执行官皮查伊也承认，第一台量子计算机可能不会在短期内投入使用。即使在未来10年内，你也不会期望量子计算机会给世界带来真正的变化。然而，谷歌预测了量子计算机的潜在应用，包括用于飞机和汽车的轻型电池设计以及药物设计。放眼国内，腾讯、阿里、百度、华为等大型科技公司也都有量子计算布局。但总的来说，这项技术还处于研发阶段，在技术路线上也处于探索性研究阶段，离产业化和商业化还有很长的路要走。波士顿咨询集团BCG预测，到2028年，工程师们将开发出非通用量子计算机，可用于低复杂量子模拟问题。我们预测，量子计算机市场规模将超过500亿美元，主要是在制药、化学和材料科学等领域。从2030年开始，量子计算机将在各种商业应用中具有明显的优势，即与通用量子计算机相比，量子计算机的发展将大大加快。除了量子计算之外，量子技术的主要应用方向还包括量子通信和量子测量。它还基于量子力学、量子通信和量子测量的特点，在信息安全和防窃听、测量精度和灵敏度等方面突破了传统技术的瓶颈。与仍在实验室研发的量子计算相比，量子通信已进入应用阶段，我国已形成完整的量子通信产业链。2016年，中国第一颗量子卫星“Mozi”发射升空，成为量子通信领域的突破性应用之一。此外，还有一家私营公司从事量子通信技术的工业化。例如，今年在科技委上市的国敦量子公司，其产品主要应用于量子保密通信网络的建设和工业应用。华安证券认为，目前量子通信的市场主要集中在保密的党、军事金融体系，目前的市场规模并不是很大。前瞻产业研究院的数据显示，2019年中国量子通信市场规模为325亿元，同比增长19%。然而，从长远来看，量子通信有望引领量子互联网革命，量子物联网、量子云计算等先进形式也将出现。由于量子技术在信息安全中的重要作用以及产业转型的巨大潜力，近年来欧美大幅增加了在该领域的研发投入，并启动了国家量子技术战略行动计划。8月26日，美国宣布将在未来五年内向人工智能和量子信息科学等领域投入超过10亿美元，并支持12个相关研究中心的发展。7月23日，美国能源部发布了《国家量子倡议法案》报告，旨在确保美国在全球量子竞赛中处于最前沿。这些都意味着，在中美争夺科技优势的同时，量子技术已成为继5G、人工智能之后中美科技竞争的又一战场。（图片来源：Interface News）