全球科技巨頭及中國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域的布局及成果

一個(gè)小到連電子都容不下的世界是怎么樣的呢？那里面沒(méi)有物質(zhì)，沒(méi)有光，甚至連我們習(xí)以為常的萬(wàn)有引力和時(shí)間，都不存在了。它或許可以帶給你永生，卻給不到你日常的快樂(lè)。

漫威電影《蟻人》就是描述著這樣一個(gè)量子世界。

所謂量子通信，是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近20年發(fā)展起來(lái)的新型交叉學(xué)科，是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域。量子技術(shù)已經(jīng)在量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)、量子精密測(cè)量等方面取得了可觀的成就。

目前，全球的產(chǎn)業(yè)巨頭開展全球合作，推動(dòng)量子技術(shù)與應(yīng)用加速發(fā)展。目前，量子計(jì)算技術(shù)的研究與應(yīng)用探索廣受重視，成為新興技術(shù)領(lǐng)域熱點(diǎn)，并已經(jīng)初具產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

谷歌、IBM、英特爾和微軟等科技巨頭已成為推動(dòng)量子計(jì)算原理樣機(jī)研發(fā)加速發(fā)展的重要力量。從技術(shù)路線來(lái)看，谷歌和IBM 致力于超導(dǎo)體系，Intel 同時(shí)涉獵硅半導(dǎo)體和超導(dǎo)體系，微軟布局全新的拓展路線。

從發(fā)展模式來(lái)看，幾大巨頭在全球范圍內(nèi)聯(lián)動(dòng)優(yōu)勢(shì)資源展開廣泛合作。英特爾與荷蘭QuTech 研究所、德國(guó)馬普量子光學(xué)中心、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院等研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合推進(jìn)硅半導(dǎo)體量子計(jì)算。微軟與荷蘭QuTech 研究所、丹麥玻爾研究所等合作研究拓?fù)淞孔佑?jì)算。IBM 對(duì)金融、汽車、電子、材料等不同應(yīng)用領(lǐng)域的全球合作伙伴開放量子計(jì)算云平臺(tái)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，量子計(jì)算初具產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

從研究成果來(lái)看，Google、IBM 等產(chǎn)業(yè)巨頭加入超導(dǎo)量子比特技術(shù)研究后，量子比特?cái)?shù)量迭代速度明顯加快，尤其近三年由9位拓展至72位，實(shí)現(xiàn)了8倍迅速提升。盡管幾家公司在量子比特?cái)?shù)量的成果中未披露全部技術(shù)細(xì)節(jié)，引發(fā)一定爭(zhēng)議，但不可否認(rèn)的是量子計(jì)算近年來(lái)在科技巨頭的推動(dòng)下發(fā)展速度十分迅速。

我國(guó)量子計(jì)算以科研機(jī)構(gòu)為主，在量子計(jì)算基礎(chǔ)理論、物理實(shí)現(xiàn)體系、軟件算法等領(lǐng)域均有研究布局，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)近年來(lái)取得一系列具有國(guó)際先進(jìn)水平的研究成果，為我國(guó)量子計(jì)算發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。從各國(guó)高水平SCI論文總量和熱點(diǎn)論文來(lái)看，美國(guó)位列第一，我國(guó)、德國(guó)分列第二和第三位；在被引次數(shù)方面，我國(guó)緊隨美國(guó)、德國(guó)和英國(guó)之后。

在代表性研究成果方面，中科大、浙江大學(xué)等聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了11位超導(dǎo)量子比特糾纏，中科大分別實(shí)現(xiàn)了光量子體系18比特糾纏和半導(dǎo)體體系3比特邏輯門，清華大學(xué)實(shí)現(xiàn)了相干時(shí)間最長(zhǎng)的離子阱體系量子儲(chǔ)存。阿里巴巴、騰訊、百度和華為等科技公司開始關(guān)注和投資量子計(jì)算領(lǐng)域，阿里與中科大聯(lián)合發(fā)布量子計(jì)算云平臺(tái)，華為宣布了由量子計(jì)算模擬器和編程框架組成的云平臺(tái)，但總體而言進(jìn)入較晚、參與度有限，在產(chǎn)品工程化及應(yīng)用推動(dòng)方面與美國(guó)科技巨頭存在明顯差距。