美國正頃國家之力在為量子計算打造落地生態_風聞
TechEdge科技边界-2019-08-13 21:58
除了貿易戰以外，針對未來計算架構的軍備競賽也在如火如荼進行，當Google或英特爾宣佈已經可以讓多少個量子比特同時運行，或者利用半導體技術達成量子計算，甚至馬約拉納費米子也即將現身，中國也不甘示弱隨後跟上，利用光子，或者是憶存器達成不同類型的量子計算，甚至實現更艱難的全局糾纏之類的技術，彼此互別苗頭。
但即便如此，量子計算仍然處於早期階段，理論算力很強，但這些理論至今還沒有辦法真正化為實際生態，轉化成如現在PC平台或數據中心之類的計算產業。而要如何達到這個目標，其實業界也還在摸索，但沒有明確的合作方向，整合產業的力量，結果就是包含軟件、相關生態上的業者都各自發展，就會有如瞎子摸象。
事實上，美國早在去年12月就已經通過國家量子倡議法案(The National Quantum Initiative Act)，在此之前，美國商務部的國家標準與技術研究院(NIST)，以及非營利組織SRI International簽署了合作研發協議。通過財團的力量，幫助美國推動量子計算行業的發展。
而量子經濟發展聯盟(Quantum Economic Development Consortium,QEDC)隨後也成立，該組織由對建立美國量子產業感興趣的公共和私人實體組成。目前該小組正在幫助確定市場與應用方向，並鼓勵產業與學界參與研究，同時建立衡量標準，NIST和國家科學基金會(NSF)、國防部(DoD)以及能源部(DoE)則是以國家之力在背後支持。
由於獲得量子計算的早期發展優勢已經被視為國家安全問題，畢竟任何一種可被實際應用的量子計算架構，可以輕易破解目前世界上的所有加密算法，而國家和國家之間不論是國防通信領域，或者是金融領域，甚至是個人領域，都非常仰賴多樣化的加密技術，如果任何一方提早掌握量子計算，那麼對手國家將再無機密可言。目前美國兩黨全力支持量子計算產業的發展，並且在2020財年將資助達4.3億美元，分散到NIST、NSF、DoD和DoE等不同組織的計劃中。值得注意的是，NSF和DoE將再美國建立10個競爭性研究中心。
而QEDC會員資格目前也已經向工業界、學術界和政府機構開放，該成員名單非常之強大，總計超過60個實體，包括亞馬遜、谷歌、ARM、AT＆T、波音、花旗、IBM、英特爾、是德科技、KLA、洛克希德馬丁、霍尼韋爾、Microchip / Microsemi等。國際半導體組織SEMI亦在前不久的SEMICON West會議上表達支持QEDC的立場，並安排的相關新聞與技術講座議程，甚至也展示了IBM的Q量子計算器。
目前市面上的第一批量子計算技術進展還相當有限，但隨着時間過去，這些技術也逐漸在很多領域被證明是有價值的東西。未來會希望量子計算能夠以其量子力學特性快速計算大型複雜問題，同時又能遵循類似半導體行業的發展路線，比如説之前IBM提出的量子摩爾定律。
而QEDC則是幫助量子計算進入主流的推動力量：政府不僅支持前端的基礎研發，同時也要確立供應渠道以及相關產品或部件的可製造、測試性，然而從發現理論、設計原型，然後再到製成成品，中間往往會有非常巨大的空白，如何填上這些空白，讓原型可以更快的轉為成品，併產生商業或其他應用價值，這正是QEDC組織的使命。
生態與供應渠道是QEDC的重點，量子技術本身的發展還不夠，支持量子計算成為生態，並商用落地的相關軟硬件設計才是關鍵。而QEDC之所以參加SEMICON West / ES Design West等展會，也是為了要向業界傳達一個信息，那就是量子計算的時代即將到來，所有的相關行業都必須開始準備，否則就有可能落後。
而QEDC也引用了波士頓諮詢集團的數據，指出，與量子計算相關的市場將將分三個階段增長，第一個階段將在五年內發生，併產生20到50億美元的營收，這個階段被稱為noisy intermediate-scale quantum(NISQ)階段，量子計算仍有很多噪聲干擾問題需要解決。
而第二階段則是在10年之內發生，相關的營業收入會成長到250億至500億美元，降低噪聲產生的錯誤仍是此階段的技術發展重點，但隨之而來，當除錯技術成熟，同時也發展出模塊化架構時，預期市場將可以在20年內發展至4500億至8500億美元的規模。
由於量子技術影響着從計算、通信、傳感等各種未來必要的科技核心應用發展，它也代表巨大的商用潛力，但與此同時，也代表着巨大的風險，如果技術落後，那麼國家的命運可能就會掌握在敵人的手上。
量子在科技領域的應用已經是現在進行式，雖然這些名詞看起來很科幻，但實際上它會以比我們想象中更快的速度進入我們的生活。QEDC也認為，量子相關技術領域的發展，同樣也會為現在的半導體技術帶來不同的技術思維，帶動未來半導體相關應用的發展。