參考消息網7月14日報道《日本經濟新聞》網站7月6日刊載題為《中美日逐鹿量子計算機研發》的報道,介紹了中美日三國量子計算機的研發現狀,全文摘編如下:
新一代高速計算機量子計算機的開發競爭日趨激烈。面對尋求在2029年之前“最先完成”的谷歌等企業,其他企業正發起猛追。日本以外的新興企業和富士通等日本企業也都在憑借自主技術提升存在感。采用量子技術的計算將在新藥開發和密碼破解等方面打破傳統計算機的極限,對產業界和國家安全保障戰略產生的影響巨大。
谷歌推進開發計劃
“這是非常具有挑戰性的嘗試?!?月在谷歌召開的開發人員會議上,該公司首席執行官孫達爾·皮柴披露了正在推進的量子計算機的開發計劃,目標是2029年完成。
2019年,谷歌利用量子計算機以3分20秒的速度解決了最尖端超級計算機需要花1萬年解決的問題,成功實現了被稱為“量子霸權”的突破性進展。不過,當時處理的是生成隨機數的特殊問題,缺乏實用性。今后瞄準的是“作為通用產品的量子計算機”,可以解決現有計算機束手無策的各種難題。谷歌尋求促進革新,開發為解決氣候變化問題開辟道路的材料以及抑制傳染病全球大流行的藥物等等。
此前認為,量子計算機達到上述水平要等到20年后。谷歌則設想10年以內達到目標,所需的投資額預計達到數以十億美元計。
采用數字電路的傳統計算機以0或1的“比特”為單位進行計算。而量子計算機則使用既是0又是1的“量子比特”,可以批量處理龐大的數據,以較少計算導出答案。
不過,要解決設想中的難題,現在“不足100”的量子比特數還不夠。谷歌將大幅增加至“100萬”量子比特,還將克服計算時出錯這一最大的難題。如果增加量子比特,布線和控制將變得困難。正如傳統計算機隨著晶體管的問世而實現飛躍式發展一樣,量子計算機需要實現邁向大規?;募夹g創新。面對較高的阻礙,谷歌在美國加利福尼亞州圣巴巴拉新設了研究基地,加強研發體制。
美國國際商用機器公司(IBM)也將加快開發,計劃到2023年將量子比特的數量從現在的65個增至1000個以上。為了不輸給谷歌,IBM也將加緊應對出錯問題。
中國實現“量子霸權”
世界范圍內能制造量子計算機的企業屈指可數,谷歌和IBM一直在以電阻為零的超導電路進行計算的技術領域主導開發。但中國已開始挑戰這一地位。中國科學技術大學5月宣布開發出超導量子計算機“祖沖之號”。雖然仍是試制水平,但量子比特數達到62個,屬于世界頂尖水平。這是在中國被稱為“量子之父”的潘建偉等人的研究成果,擁有世界權威的美國科研期刊《科學》雜志刊發了相關論文。
除了超導方式之外,中科大還在2020年以采用光子的方式繼谷歌之后實現了“量子霸權”??梢娭袊谘杆偬嵘龑嵙?。
中國的大型企業方面,阿里巴巴集團也將開發量子計算機。2015年阿里巴巴與中國科學院成立了量子計算實驗室,2018年推出了能通過云平臺利用的服務,似乎正在擴大行動。
如果借助量子計算機開發出劃時代的電池和藥物,企業的競爭環境也將明顯改變。如果發展到終極水平,量子計算機將能破解支撐目前互聯網通信的密碼,從而影響安全保障。掌握量子技術的國家將掌握今后的高科技主導權。
美國波士頓咨詢公司的數據顯示,量子計算機蘊含著到2050年創造多達8500億美元利潤的可能性。即使硬件未完成開發,量子計算機也有望在數年內局部應用于工業,企業力爭盡早引進的競爭也很活躍。
日企冀望彎道超車
美國谷歌等企業將推進被稱為“量子門”方式來開發量子計算機。在日本,富士通2020年啟動了相同的開發方式。雖然能用于通常的計算,但開發難度高。
還存在有望盡早得到應用、被稱為“量子退火”的方式。這是基于東京工業大學特任教授西森秀稔等人的研究而誕生的技術,尤其在日本備受期待。加拿大D波系統公司正在開發該技術,并將推進市場開拓,日本電氣公司也將啟動研究。這種量子計算機的特點是能快速從龐大的選項中找出最佳答案,也被稱為特化型量子計算機。
與量子退火形成競爭的是富士通、日立制作所和東芝積極發展的“模擬量子計算機”。兩者在高效發現組合的最佳答案這一點上相同,但在硬件采用現有計算機的技術這一點上有所不同。由于引入了量子退火等原理,這種量子計算機在名稱中使用了“模擬”一詞。
模擬量子計算機雖說是特化型,但應用范圍廣泛,包括物流、醫療和金融等。日本制藥企業PeptiDream在開發治療新型冠狀病毒的藥物方面使用了富士通的模擬量子計算機。據稱模擬量子計算機從數量龐大的化合物中找出候選藥物,將原本研究人員重復做實驗、需要用約半年時間來摸索的工作縮短為半天左右。
日本凱迪迪愛公司綜合研究所利用日立的技術,實施了從基站和頻帶的龐大組合中給各通信運營商快速分配電波的計算,將時間縮短為此前的1/2000。東芝則啟動了將模擬量子計算機用于股票市場超高頻交易的驗證。
攝于6月15日的歐洲首臺投入商業使用的量子計算機(德新社)
2019年10月,谷歌首席執行官孫達爾·皮柴和公司的量子技術專家在加利福尼亞州圣巴巴拉的實驗室研究量子計算機。(美國商業內幕網站)