量子技術(shù)研發(fā)：熱潮下也要冷思考

  ICC訊 在過(guò)去的6年里，量子科學(xué)發(fā)生了明顯的變化，從物理學(xué)家關(guān)注的研究極小尺度宇宙的領(lǐng)域，轉變?yōu)槲覀兛赡軐?shí)際應用的新技術(shù)的來(lái)源，如傳感器、通信網(wǎng)絡(luò )和計算機等。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉等人曾成功構建76個(gè)光子的量子計算原型機“九章”，求解數學(xué)算法高斯玻色取樣只需200秒。這是光量子干涉示意圖。新華社發(fā)

  當前，以量子信息技術(shù)為代表的量子科技蓬勃發(fā)展，成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的前沿領(lǐng)域，也成為全球技術(shù)創(chuàng )新的競爭高地。量子計算、量子通信和量子測量三大領(lǐng)域科研探索和技術(shù)創(chuàng )新保持活躍，代表性研究成果和應用探索進(jìn)展亮點(diǎn)紛呈、前景可期，在前沿科技領(lǐng)域和信息通信行業(yè)受到廣泛關(guān)注和討論。

  全球競逐量子信息技術(shù)高地

  中國信息通信研究院2020年發(fā)布的《量子信息技術(shù)發(fā)展與應用研究報告》表明，量子信息技術(shù)研究與應用，有望成為未來(lái)重大技術(shù)創(chuàng )新的“動(dòng)力源”和“助推器”，已成為全球人類(lèi)科技的共同探索與關(guān)注焦點(diǎn)之一。

  美國國會(huì )2018年通過(guò)《國家量子行動(dòng)計劃》，預計五年投資12.75億美元支持量子科技研究與應用。美國國家標準與技術(shù)研究所表示，到2029年，量子計算機將能夠破解現有的128位AES加密等公開(kāi)密鑰。

  英國國家量子計算中心于2020年開(kāi)工建設，預計2022年底開(kāi)放，目標是到2025年提供100+量子位用戶(hù)平臺。

  澳大利亞戰略政策研究所稱(chēng)，澳政府今年將迅速采取行動(dòng)，將量子技術(shù)作為國家技術(shù)戰略的關(guān)鍵部分。

  中國量子技術(shù)不斷突破引關(guān)注

  經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，中國在量子通信領(lǐng)域躋身全球領(lǐng)先地位，形成了自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈，培育和集聚了一批覆蓋核心器件研發(fā)、產(chǎn)品設備制造、業(yè)務(wù)應用開(kāi)發(fā)等各環(huán)節的企業(yè)。

  7月6日，啟科量子舉辦“量子賦能·非凡征途”2021產(chǎn)品發(fā)布會(huì )，推出了新一代QKD（量子密鑰分發(fā)）設備、QKD專(zhuān)用光芯片以及分布式離子阱量子計算機工程機。首席執行官陳柳平表示，目前國內量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展有四大趨勢，即芯片化、小型化、國產(chǎn)化及標準化。量子科技發(fā)展要堅定不移走自主創(chuàng )新道路，要不斷突破關(guān)鍵核心技術(shù)。

  此外，我國高校也在加速量子信息技術(shù)的研究。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、張軍等聯(lián)合浙江大學(xué)教授儲濤研究組，通過(guò)研制硅基光子集成芯片和優(yōu)化實(shí)時(shí)后處理，實(shí)現了速率達18.8Gbps的迄今世界最快實(shí)時(shí)量子隨機數發(fā)生器。對此，澳大利亞《萬(wàn)物科學(xué)》雜志評論稱(chēng)，“中國研究團隊已經(jīng)超越了谷歌！”

  統籌兼顧技術(shù)發(fā)展與社會(huì )影響

  澳大利亞工程量子系統卓越研究理事會(huì )中心研究員塔拉·羅伯森近日在《對話(huà)》雜志上發(fā)文稱(chēng)，第二次量子革命即將到來(lái)。無(wú)論是醫療保健、金融服務(wù)、天氣建模，還是國防和網(wǎng)絡(luò )安全領(lǐng)域，量子技術(shù)或將影響社會(huì )生活的方方面面。

  然而，技術(shù)發(fā)展的歷史表明，不能簡(jiǎn)單地假設新的工具和系統將會(huì )自動(dòng)符合公眾利益?！拔覀儽仨氃O想到量子技術(shù)發(fā)展可能為社會(huì )帶來(lái)的后果，以及今天做出的量子設計選擇可能會(huì )對我們將來(lái)的生活方式產(chǎn)生何種影響?！绷_伯森寫(xiě)道。

  舉個(gè)例子，量子計算機作為著(zhù)名的量子技術(shù)應用，其優(yōu)勢在于能夠處理一臺普通計算機花費數百萬(wàn)年才能完成的令人難以置信的復雜任務(wù)。其模擬分子的任務(wù)旨在提高對未來(lái)新藥性能的預測，并加速藥物開(kāi)發(fā)。但一個(gè)難題是，投資于量子技術(shù)的物理基礎設施成本巨大，這意味著(zhù)所有權可能會(huì )集中在最富有的國家和公司，這或會(huì )加劇由技術(shù)造成的權力分配不均。同時(shí)，量子計算機的興起還引發(fā)了人們對互聯(lián)網(wǎng)上隱私泄露的擔憂(yōu)。

  如何避免在沒(méi)有做好充分準備和風(fēng)險考慮的情況下大搖大擺地進(jìn)入量子時(shí)代？在各國和企業(yè)競相開(kāi)發(fā)量子技術(shù)的同時(shí)，如何解決量子技術(shù)帶來(lái)的社會(huì )問(wèn)題？或許，只有真正解決了量子技術(shù)對社會(huì )帶來(lái)的潛在影響后，才能更好地讓科技造福人類(lèi)。