陳根:中國為什麼在量子科技領域能處於領先地位?_風聞
陈根-知名科技作家为你解读科技与生活的方方面面。2022-04-01 09:37
文/陳根
香港亞洲時報網站3月29日發表題為《量子技術軍備競賽已經打響》的文章,作者是澳大利亞悉尼大學研究員斯圖爾特·羅洛。全文摘編如下:
量子技術正在給信息的收集、存儲、分享和分析的方式帶來巨大改變。量子革命的商業和科學潛力是巨大的,但量子技術正在國家安全領域掀起更波瀾壯闊的浪潮。
各國政府是量子研究和開發領域的最大投資者。量子技術有望在武器、通信、傳感和計算技術方面取得突破,從而可能改變全球軍事力量對比。這激勵各國大幅增加了資金投入和研發活動。
發展量子技術需要投入重金。只有少數國家擁有參與競爭的組織能力和專門技術。俄羅斯、印度、日本、歐盟和澳大利亞已經建立起有分量的量子研發計劃。但在這場量子競賽中,中國和美國已遙遙領先。
而且這場競賽正在升温。2015年,美國是全世界在量子技術領域投資最多的國家,共投資大約5億美元。到2021年,此類投資已增至近21億美元。
近年,美中兩國領導人都強調了作為國家安全關鍵手段的量子技術的重要性。
美國聯邦政府已經確立了量子研究“三大支柱模式”,根據這一模式,聯邦投資將分攤給民用、國防和情報機構。量子計算技術的進步可能導致人工智能和機器學習的飛躍。這可以提高致命性自主武器系統(這種系統可以在無需人類監督的情況下選擇和打擊目標)的性能。

目前性能最強大的量子計算機(據我們所知)是由美國國際商用機器公司製造的,該公司與美國國防和情報機構有密切合作。
量子通信系統完全可靠,無法被黑客破解。而聯網的量子計算機可望使量子計算能力得到指數級提升。中國是這方面顯而易見的全球領導者。一個利用地面和衞星連接的量子通信網絡已經把北京、上海、濟南和合肥聯結到一起。
可以説這篇文章是相對比較客觀的描述了當前全球量子計算技術的格局,也從中可以讓我們看出為什麼美國會將我們定位頭號的戰略競爭對手,這種定位從本質上而言並不全是由我們經濟總量上升所引起的,最核心的原因就在於我們的科技實力的強大。當然,經濟與科技的進步兩者之間的相互作用的。
或許我們會很困惑於當前我們的很多技術都還受制或者落後於美國,比如在飛機制造層面,芯片製造層面,現代生物科技層面等。**這是由於我們國家的現代化科技起步比較晚,現代科學體系建立都也相對較晚,同時由於之前我們的經濟、人才實力等,都還不足以支撐一系列尖端與前沿性技術的探索。**因此,對於一些產業技術沉澱比較久,以及系統性產業鏈技術支持的產業,我們確實會存在着一定的差距。
但是對於新興的科技,比如量子科技這種全新的顛覆式的技術,我們就會具有強大的優勢。簡單來説,就是在一些與美國同一起跑線起跑的先技術層面,我們的優勢就會非常明顯,並且跑贏美國的概率比較大。而對於一些美國已經跑了一段路程的產業技術,我們則還需要一些時間的努力才能迎頭趕上。因為這些新技術對於產業技術沉澱的依賴度相對較低,而我們的科學家也並不比美國人的腦子差,我們也有相當的經濟實力能夠支持新技術的試錯與探索。因此,在這些新興的技術層面,我們是完全有可能,也完全有機會成為全球的引領者,而這也正是美國所擔心的事情。
而新技術的領先在很多情況下所帶來的是對過去優勢的全盤取代,比如量子計算技術,如果有一天我們在量子芯片上取得突破,對當前以美國為主導的全球芯片產業鏈將構成根本性的替代。包括基於量子衞星的通訊技術,一旦獲得商業化的組網,對於當前基於以美國為核心的協議通訊方式將會構成根本性的替代。
但我們要保持這樣的一種優勢,就需要一代一代人對於前沿科學技術的探索,不斷的創新。我們需要藉助於教育體制的改革來培養更多具有科學創新思維,科學創新熱愛的人,不斷的投身到科技創新中。而這種科技創新的所謂需要從小開始培養。也請大家允許我為了科技教育,打一個廣告。
2021年,聯合電子工業出版社的小猛獁,為孩子們出版了一套前沿科技的少兒科技科普書。這套書分為兩冊,分別是《改變未來的身邊科學》、《改變未來的自然科學》。這套書涉及10多個科學板塊,40大主題,涵蓋數學、物理、化學、天文、人體、生命起源、能量、量子科學、大數據、人工智能、生物科學、基因工程、3D打印、4D打印等前沿科技知識。目前這套書在京東、噹噹上均有銷售。

希望能為我們國家少兒科技科普教育貢獻一點力量,讓孩子們從小就能瞭解時代的變化,以及時代的前沿技術。培養出對前沿科技知識的熱愛,培養出對前沿技術探索的好奇心與求知慾。而我們今天的孩子,就是我們國家未來科技實力的象徵。