【中美关系】量子之争——中国能后来居上吗？

导读

今年9月24日，美国白宫科技政策办公室国家科学技术委员会发布《量子信息科学国家战略概述》，同时，在推动美国量子信息科学领导力白宫峰会上，能源部宣布投入2.18亿美元以资助85个量子信息科学项目，国家科学基金会拨款3100万美元支持多学科量子研究。

“尽管中国是后来者，但这场比赛是一场马拉松。”

02正文

今年9月24日，美国白宫科技政策办公室国家科学技术委员会发布《量子信息科学国家战略概述》，同时，在推动美国量子信息科学领导力白宫峰会上，能源部宣布投入2.18亿美元以资助85个量子信息科学项目，国家科学基金会拨款3100万美元支持多学科量子研究。这些举措可能是对标中国近年来在量子领域取得的巨大进展，力图确保美国在下一场技术革命中的领先地位。量子科技将在未来至少半个世纪内成为中美竞争的又一焦点。

中国现阶段在量子领域的成果主要体现在量子通信。2016年中国发射全球第一颗量子卫星——“墨子号”，继而在2017年，“墨子号”首次成功实现“千公里级”的双向量子纠缠和密钥分发，2018年又与奥地利科学院Anton
Zeilinger研究组合作，实现距离7600公里的洲际量子密钥分发。新美国安全中心于今年9月份出炉的一份报告——《 量
子霸权：中国的雄心和对美国创新领导地位的挑战》中指出，中国已建成世界覆盖度最高的量子通讯网络，其中包括2017年开通的“量子京沪干线”，以及在建的“武合干线”和“齐鲁干线”。

虽然中国近年来在量子通信方面的成果打破多项世界纪录，已然有遥遥领先之势，但由于中国在量子技术上的研究比西方国家晚起步20年，整体上与处于领先地位的美国还是存在一定差距，尤其在量子计算领域。

美国在量子计算领域的优势在于其多年积累的研究基础，以及科技巨头对量子科技从未停歇的关注与投入。目前在超导量子计算方面，谷歌处于最领先地位，今年3月份，谷歌宣布推出一款72个量子比特的通用量子计算机BRISTLECONE,实现了1%的低错误率，谷歌认为使用BRISTLECONE可以率先实现“量子霸权”。

尽管3月份，阿里达摩院量子实验室宣布，研发出当前世界最强的量子电路模拟器“太章”，成功模拟了81比特的谷歌量子电路。模拟结果暗示了谷歌新量子计算机能力还无法超出传统计算机的运算能力范围。中国科学院院士潘建伟也表示，谷歌等公司的量子计算机主要单纯比拼物理量子比特数，这一优势在应用层面尚无太大意义。潘建伟院士认为要实现50个光子纠缠才能让量子模拟计算机的计算能力超越超级计算机“天河二号”，而他的团队目前已经实现了18个光量子比特的纠缠。中国正在对“量子霸权”奋起追赶。

“尽管中国是后来者，但这场比赛是一场马拉松。”CNAS报告《量子霸权》如是说。中国领导层的决心以及将民政军资源整合到一起集中投入到量子研究领域的执行力，将使中国在该领域未来的竞争中后劲十足。也许中美间差距仍在，但这个差距，正在缩短。