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日经:除非西方国家加大支持力度,否则中国将赢得量子计算竞赛

日经新闻发布评论性文章称,两个月前,美国宇航局(NASA)从佛罗里达州发射了首枚阿耳忒弥斯火箭,正式开启了全球太空竞赛的新阶段。作为阿波罗计划的延续,阿耳忒弥斯登月计划的目标是在中国将第一批宇航员送上月球表面之前将美国人带回月球。

这项计划是美中之间技术优势之争的象征。阿波罗计划是在美国和苏联之间的双边冷战竞赛中出现的,而阿耳忒弥斯计划则是更加多边的举措:欧洲、日本和加拿大的航天机构都是项目的参与者。计划中的月球登陆器将由私人公司SpaceX建造。

西方及其盟友需要将同样的国际紧迫感施加到其他技术竞赛中,在这些竞赛中落后,可能会在地球上产生更大的后果。量子计算有可能通过在商业、金融和军事应用中释放出几乎无法想象的处理能力,从而成倍地加速创新。

Steve Jurvetson from Menlo Park, USA, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

这一技术可能有助于扭转全球变暖,带来几乎免费的核聚变能源,或治愈癌症。悲观的是,它将使今天的网络加密技术过时,使掌握这种技术的人有能力摧毁对手的信息技术基础设施和任何连接系统,如电网和核反应堆。

没有人能输得起这场比赛。美国及其盟国已经在与中国竞争,以成为首个使精密、复杂和容易出错的量子机器可行的国家。

但这是系统之间的竞赛,而不仅仅是科学家之间的竞赛。它将西方分散的、由私营部门驱动的技术创新方法与中国政府主导的议程对立起来,后者有更大的能力来收编私营公司并指导其优先事项。

这就是为什么西方国家及盟友需要新方法来促进投资,把最优秀的人才联系起来,协调各方的努力。简而言之,他们需要将太空竞赛的心态应用到量子物理领域。

由于量子力学的存在,量子计算机在复杂的计算任务中表现出色。

传统计算机的核心比特总是有1或0的值,而量子比特则不同,它可以同时处于代表1和0的“叠加”状态。科学从此变得更加复杂,但重点是,这种质量成倍地提高了处理能力和应对复杂计算任务的能力。

今天的量子机对于实际的民用或国防用途还不够可靠,但硬件和软件的快速进步正使量子优势的时刻不可阻挡地接近。

西方发展量子计算的模式是充满活力的,系统的许多方面运作良好。越来越多的公司正从一流大学的物理系分离出来,得到越来越多的专业风险投资基金支持,并在受益于政府支持的生态系统中运作,政府、私营公司和学术界间充满希望的合作关系正在美国及盟国中兴起。

德国航空航天中心最近宣布与五个商业和学术组织合作,在未来四年内建立原型量子计算机;10月,英国量子计算初创公司Quantinuum和日本三井物产株式会社同意在亚太地区合作开发量子应用;去年,法国量子计算公司Pasqal和荷兰的量子软件开发商Qu&Co合并;从谷歌母公司Alphabet分拆出来的量子技术公司SandboxAQ,已经成为加拿大初创公司evolutionQ的投资者,后者正研究量子保护的安全解决方案。

U.S. Army CCDC, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

西方领导一直在领先,但不能自满。中国已经有了一颗采用安全量子信息传递方法的卫星,这使中国更接近于创建一个牢不可破的全球通信系统。

上个月发表的一篇中国研究论文表明,中国科学家可能已经找到了利用当前量子技术破解标准加密的方法。虽然西方专家正在争论这篇论文方法的实用性,风险可能会越来越大。

抛开理论不谈,金钱是量子技术之间竞争的最关键所在。中国正在用资本支持其雄心。咨询公司麦肯锡的数据显示,在全球分配给量子计算的近300亿美元的公共资金中,中国占了一半。

西方国家需要的是在政策支持和国际协调方面的大幅跃升,以抵御这种金融力量。

政府的举措和风险资本投资者越来越多的参与,有助于2020年和2021年全球量子初创企业的私人资金加速。但迄今为止,投入这一领域的33亿美元私人资金只是中国公共支出的一小部分。

这反映了一个事实:在量子计算的长期潜力与在两三年内实现回报的任务之间,风险投资基金将始终难以取得平衡。

西方国家政府不应该通过接管资助量子计算的所有责任,来排挤私人资本,市场将永远是分配资本的最佳方式,即使有其缺点。

但如果抢在中国之前达到终点线是优先事项,那么西方国家对量子技术的公共投资必须增加。政府现在应该采取行动,催化私人投资,而不是取代它。

中国的资本分配模式可能并不高效,但押注中国没有能力调动资源来解决事关存亡的重要问题,这将是愚蠢的。如果西方国家想要在量子计算领域取得胜利,就必须采取冷战思维,并赋予这项技术太空竞赛级别的优先级。