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積極應對“量子霸權”

2018年11月02日08:45 | 來源:解放軍報
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2018年,“量子霸權”成為一個熱詞,頻頻見諸報端。其實,此“霸權”非彼霸權,“量子霸權”是一個量子計算發展程度的標志,意思是指當量子計算機發展到50個左右量子比特時,其計算能力將超越世界上最快的傳統計算機,從而“稱霸”於計算領域。可以說,其對推動信息科技跨越式發展、維護國家安全,具有非同尋常的意義。

量子理論誕生於1900年,此后科學家發現了量子糾纏現象,催生了許多重大發明,也推動了第一次量子革命,人們開始在信息科學中運用量子理論和技術,並提出了量子計算的概念。2012年,法國和美國科學家找到了測量和操縱單個量子系統的“突破性方法”,並獲得諾貝爾物理學獎,為第二次量子革命吹響了號角,世界主要國家紛紛加入量子計算研究的行列。美國國防高級研究計劃局專門制定了“量子信息科學和技術發展計劃”,歐盟從2018年開始投入10億歐元實施“量子旗艦”計劃,日本、加拿大、澳大利亞、荷蘭等國也都在量子計算領域投入巨資加快科研進度。

量子計算為何受到如此青睞?這主要源於量子計算相較於傳統計算機而言,是理論上的顛覆式超越。量子計算是一種利用糾纏的量子態作為信息載體,利用量子態的疊加原理進行計算的模型。它的突出之處就在於,超越了傳統計算模型中一個比特隻能表示“0”或“1”,而每個量子比特可以同時表示“0”“1”以及混合狀態。正因如此,量子計算機具有極高的並行計算能力,在大數分解、復雜路徑搜索等計算難題的處理方面,遠遠超越了傳統計算機。以量子計算為基礎的信息處理技術,可為密碼學、大數據、人工智能、材料科學、核反應模擬等眾多領域的研究提供前所未有的強力手段,對未來人類社會多個方面都將產生革命性影響。

2017年底,IBM公司搶先發布了研制成功50量子比特計算機樣機的消息。今年初,英特爾公司宣稱已經生產出了49量子比特芯片,谷歌公司緊隨其后發布了72量子比特計算處理器,微軟也宣稱近期將發布裡程碑式的重大成果。在不同的模式下,加拿大的D-Wave公司甚至推出了2000量子比特的計算機模型。盡管目前所推出的量子比特數接近或超過“量子霸權”所要達到的指標,但量子糾纏操縱精度、相干特性等質量上的不足,使其大打折扣,與之相配套的軟件、算法也剛剛起步,因而距“量子霸權”還有很長的路要走。

盡管難度很大,但有關國家和國際巨頭公司已全力“參戰”,這是一場關乎未來信息科技主導權的競爭。在這場競爭中,一旦哪個國家突破了量子技術,就能夠在經濟、科技、軍事等方面迅速形成顯著優勢。美國《華盛頓郵報》曾報道:“美國國家安全局正在加緊研發性能強大的量子計算機,如果成功,將破解全世界任何公鑰加密算法。”其以“量子霸權”攫取“信息霸權”“網絡霸權”的意圖昭然若揭。

我國量子計算研究雖然起步較晚,但近年來隨著國家大力實施創新驅動戰略,重點布局、扎實推進,在多個領域連續取得突破性進展,在基於光子糾纏的量子計算研究等方面已佔據全球領先位置。但面對“量子霸權”,我國還需加倍努力。一方面,要敢於向尖端科研、高難課題發起沖擊,爭取“啃下硬骨頭”、站在最高峰﹔另一方面,也要反對將“量子霸權”轉化為現實霸權,捍衛我們的安全和利益。

中華民族歷來愛好和平,即便是取得了量子通信等方面國際領先的成就,我們依然注重其在推動社會進步、造福人類生活方面的應用。正如首顆量子通信衛星命名為“墨子號”所蘊含的含義一樣,崇尚“兼愛”“非攻”。但是,我們應警惕有關方面依仗“量子霸權”對我施加威脅,堅持走中國特色自主創新道路,把推動原始創新擺在更加重要位置,緊緊把握核心關鍵技術的發展自主權。(楊建 袁野)

(責編:趙苑旨(實習生)、黃子娟)

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