积极应对“量子霸权”

2018年11月02日08:45  来源:解放军报
 

2018年,“量子霸权”成为一个热词,频频见诸报端。其实,此“霸权”非彼霸权,“量子霸权”是一个量子计算发展程度的标志,意思是指当量子计算机发展到50个左右量子比特时,其计算能力将超越世界上最快的传统计算机,从而“称霸”于计算领域。可以说,其对推动信息科技跨越式发展、维护国家安全,具有非同寻常的意义。

量子理论诞生于1900年,此后科学家发现了量子纠缠现象,催生了许多重大发明,也推动了第一次量子革命,人们开始在信息科学中运用量子理论和技术,并提出了量子计算的概念。2012年,法国和美国科学家找到了测量和操纵单个量子系统的“突破性方法”,并获得诺贝尔物理学奖,为第二次量子革命吹响了号角,世界主要国家纷纷加入量子计算研究的行列。美国国防高级研究计划局专门制定了“量子信息科学和技术发展计划”,欧盟从2018年开始投入10亿欧元实施“量子旗舰”计划,日本、加拿大、澳大利亚、荷兰等国也都在量子计算领域投入巨资加快科研进度。

量子计算为何受到如此青睐?这主要源于量子计算相较于传统计算机而言,是理论上的颠覆式超越。量子计算是一种利用纠缠的量子态作为信息载体,利用量子态的叠加原理进行计算的模型。它的突出之处就在于,超越了传统计算模型中一个比特只能表示“0”或“1”,而每个量子比特可以同时表示“0”“1”以及混合状态。正因如此,量子计算机具有极高的并行计算能力,在大数分解、复杂路径搜索等计算难题的处理方面,远远超越了传统计算机。以量子计算为基础的信息处理技术,可为密码学、大数据、人工智能、材料科学、核反应模拟等众多领域的研究提供前所未有的强力手段,对未来人类社会多个方面都将产生革命性影响。

2017年底,IBM公司抢先发布了研制成功50量子比特计算机样机的消息。今年初,英特尔公司宣称已经生产出了49量子比特芯片,谷歌公司紧随其后发布了72量子比特计算处理器,微软也宣称近期将发布里程碑式的重大成果。在不同的模式下,加拿大的D-Wave公司甚至推出了2000量子比特的计算机模型。尽管目前所推出的量子比特数接近或超过“量子霸权”所要达到的指标,但量子纠缠操纵精度、相干特性等质量上的不足,使其大打折扣,与之相配套的软件、算法也刚刚起步,因而距“量子霸权”还有很长的路要走。

尽管难度很大,但有关国家和国际巨头公司已全力“参战”,这是一场关乎未来信息科技主导权的竞争。在这场竞争中,一旦哪个国家突破了量子技术,就能够在经济、科技、军事等方面迅速形成显著优势。美国《华盛顿邮报》曾报道:“美国国家安全局正在加紧研发性能强大的量子计算机,如果成功,将破解全世界任何公钥加密算法。”其以“量子霸权”攫取“信息霸权”“网络霸权”的意图昭然若揭。

我国量子计算研究虽然起步较晚,但近年来随着国家大力实施创新驱动战略,重点布局、扎实推进,在多个领域连续取得突破性进展,在基于光子纠缠的量子计算研究等方面已占据全球领先位置。但面对“量子霸权”,我国还需加倍努力。一方面,要敢于向尖端科研、高难课题发起冲击,争取“啃下硬骨头”、站在最高峰;另一方面,也要反对将“量子霸权”转化为现实霸权,捍卫我们的安全和利益。

中华民族历来爱好和平,即便是取得了量子通信等方面国际领先的成就,我们依然注重其在推动社会进步、造福人类生活方面的应用。正如首颗量子通信卫星命名为“墨子号”所蕴含的含义一样,崇尚“兼爱”“非攻”。但是,我们应警惕有关方面依仗“量子霸权”对我施加威胁,坚持走中国特色自主创新道路,把推动原始创新摆在更加重要位置,紧紧把握核心关键技术的发展自主权。(杨建 袁野)

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