來源丨華商韜略

說到“量子”，你第一印象可能來自各種產品，比如量子水、量子襪、量子項鏈、量子眼鏡、量子健康杯、量子床墊、量子空氣凈化器等，去年甚至出現(xiàn)過1分鐘看10萬字的“量子速讀”。

這些都是打著“量子”旗號招搖撞騙。最令人驚訝的是，2017年，深圳警方查封一家名為“龍愛量子”的公司，查獲涉案金額高達數(shù)十億元。

為什么利用“量子”這個概念能瘋狂吸金？最根本的一點是，對于量子科技，大部分人不懂，騙子利用這一“弱點”，宣傳量子科技加持的產品的神奇功效，比如稱量子掛墜可以預防癌癥。

事實上，據專家介紹，目前除了量子通信應用于金融安全等領域之外，其它量子計算都處于研發(fā)階段，“根本沒有應用于民用領域”。

當然，“騙子產業(yè)”影響不了真正的科學研究。在量子領域的研究，中國已經躋身世界前列，有些領域比如量子通信領域，中國已遙遙領先。可以說，中國在這方面的深耕，已成為美國的“心腹大患”。

要了解中國在量子科技領域的成果，首先得知道量子到底是什么。

簡單來說，量子指的是物質不可再分的基本單元，例如光量子就是光能量的基本單元，不能再分出半個或者三分之一個光子。我們在物理課上學到的分子、原子、電子等，都是量子的不同表現(xiàn)形式。

在宏觀世界中，牛頓經典力學能幫助我們理解和測算物體的運動、速度等規(guī)律，但在量子微觀世界中，規(guī)則卻完全不同，其中兩個基本原理是“疊加”和“糾纏”。

一個量子可以“疊加”多種狀態(tài)，多個量子會產生“糾纏”。兩個處于糾纏狀態(tài)的粒子，就像雙胞胎的心靈感應一樣，無論相隔多遠，當一個量子的狀態(tài)發(fā)生變化，另一個量子也會“瞬間”發(fā)生變化。

這樣的認知，始于德國物理學家馬克斯·普朗克，1900年，他提出量子理論。一百多年來，量子理論催生了許多重大發(fā)明，核能、激光、半導體等科技問世，還發(fā)展出計算機、互聯(lián)網、手機等應用，對人類社會影響深遠。

正是因為量子科技能量巨大，全世界幾乎所有大國都砸下巨資，以期獲得優(yōu)勢。據不完全統(tǒng)計，美國10年支出12.75億美元，英國每年2.7億英鎊，日本10年400億日元，歐盟10年10億歐元，加拿大10年10億美元，俄羅斯5年7.9億美元，印度5年11.2億美元。

與此同時，全世界商界巨頭，包括IBM、谷歌、飛利浦、惠普、西門子、NEC、日立、三菱、阿里、騰訊等紛紛布局。

全球政商力量優(yōu)先研發(fā)的項目中，有一個是量子通信。傳統(tǒng)通信方式，加密方式依靠計算的“復雜性”，有被破解、竊聽的風險，而量子通信，用量子做成的“密鑰”來傳遞信息，加密內容不會被破譯。

在量子通信領域，中國遙遙領先。2016年，中國發(fā)射了自主研制的世界上首顆空間量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”。對此，《自然》雜志認為，在這個領域，“中國用了不到10年的時間，由一個不起眼的國家發(fā)展成為現(xiàn)在的世界勁旅，將領先于歐洲和北美”。

“墨子號”的突破，在于為通過太空“量子傳密”提供了可能。實驗表明，在1200公里的通信距離上，星地量子密鑰的傳輸效率比地面光纖信道高1萬億億倍，足見“墨子號”科技含金量之高。

未來，中國有可能繼續(xù)發(fā)射“墨子一號”、“墨子二號”，中國量子通信網將連接中國和歐洲，在2030年擴充成20顆衛(wèi)星規(guī)模的全球第一張“量子互聯(lián)網”。

今年，中國科學家在量子通信領域已斬獲多項世界級成果：3月，中科大潘建偉團隊等研究人員實現(xiàn)了500公里級真實環(huán)境光纖的雙場量子密鑰分發(fā)和相位匹配量子密鑰分發(fā)，傳輸距離達509公里，“創(chuàng)造了新的世界紀錄”

5月，中國科研團隊在國際物理學權威期刊《現(xiàn)代物理評論》上發(fā)表論文，系統(tǒng)闡釋量子密碼的原理、理論和實驗技術，引起業(yè)界廣泛關注。

9月，郭光燦院士團隊和奧地利同行合作，首次實現(xiàn)高保真度的32維量子糾纏態(tài)，顯著提高了量子通信的信道容量，創(chuàng)造了當前世界最高水平。

眼看中國量子技術突飛猛進，美國坐不住了。2017年，美國政府把“量子密鑰”分發(fā)的美國相關產品列入出口管制清單，只對中國非政府類用戶可以適用“許可證例外”，試圖鉗制中國量子技術的發(fā)展。

除了量子通信，中國在量子計算領域的進擊，也令人刮目相看。

和傳統(tǒng)計算機相比，量子計算機在計算能力上擁有極強優(yōu)勢。去年10月，谷歌研究人員在《自然》雜志發(fā)表論文稱，已成功演示“量子霸權”，讓量子系統(tǒng)僅花費200秒，就能完成傳統(tǒng)超級計算機要1萬年才能完成的任務。

近年來，中國多支科研團隊在量子計算領域取得階段性成果。

去年年底，潘建偉等學者與德國、荷蘭的科學家合作，首次實現(xiàn)了20光子傳輸60×60模式干涉線路的玻色取樣量子計算，在四大關鍵指標上都大幅刷新國際紀錄，逼近實現(xiàn)量子計算研究的重要目標“量子霸權”。

今年年初，潘建偉透露，我國的量子計算機有望在今年，達到谷歌去年的水平。到2020年9月，他表示，中國已經實現(xiàn)的光量子計算性能，超過谷歌量子計算機的100萬倍。具體運算速度是unknown（未知）值。

在企業(yè)方面，阿里、騰訊、華為、百度等科技企業(yè)也相繼出臺量子計算研究計劃。上個月，中國企業(yè)自主研發(fā)的6比特超導量子計算云平臺正式上線，全球用戶可以在線體驗來自中國的量子計算服務。

這些成果和行動，媒體總結為，“量子通信‘墨子’領跑，量子計算中國搶占先機”。

當然，在量子科技領域，中國也有不少短板，比如量子通信上游的關鍵設備，國產脈沖光源、單光子探測器、光調制器等產品的性能和國外還有差距，芯片設計環(huán)節(jié)比較薄弱，雪崩二極管等基本依賴國外進口。

這就需要政企聯(lián)手出擊，用郭光燦院士的話來說，“我們不能成為‘游擊隊’，我們必須組織一支‘集團軍’”。

正如媒體所言，發(fā)展量子科技，“特別需要面向長遠目標，通過國家層面的頂層設計和前瞻布局，整合優(yōu)勢資源形成自主創(chuàng)新的體系化能力”。

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