量子技術(shù)研發(fā)：熱潮下也要冷思考

  ICC訊 在過去的6年里，量子科學發(fā)生了明顯的變化，從物理學家關(guān)注的研究極小尺度宇宙的領(lǐng)域，轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兛赡軐嶋H應(yīng)用的新技術(shù)的來源，如傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)和計算機等。

中國科學技術(shù)大學潘建偉等人曾成功構(gòu)建76個光子的量子計算原型機“九章”，求解數(shù)學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(yīng)用探索進展亮點紛呈、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(yīng)用研究報告》表明，量子信息技術(shù)研究與應(yīng)用，有望成為未來重大技術(shù)創(chuàng)新的“動力源”和“助推器”，已成為全球人類科技的共同探索與關(guān)注焦點之一。

  美國國會2018年通過《國家量子行動計劃》，預(yù)計五年投資12.75億美元支持量子科技研究與應(yīng)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(xiàn)有的128位AES加密等公開密鑰。

  英國國家量子計算中心于2020年開工建設(shè)，預(yù)計2022年底開放，目標是到2025年提供100+量子位用戶平臺。

  澳大利亞戰(zhàn)略政策研究所稱，澳政府今年將迅速采取行動，將量子技術(shù)作為國家技術(shù)戰(zhàn)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(shè)備制造、業(yè)務(wù)應(yīng)用開發(fā)等各環(huán)節(jié)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，推出了新一代QKD（量子密鑰分發(fā)）設(shè)備、QKD專用光芯片以及分布式離子阱量子計算機工程機。首席執(zhí)行官陳柳平表示，目前國內(nèi)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，中國科學技術(shù)大學潘建偉、張軍等聯(lián)合浙江大學教授儲濤研究組，通過研制硅基光子集成芯片和優(yōu)化實時后處理，實現(xiàn)了速率達18.8Gbps的迄今世界最快實時量子隨機數(shù)發(fā)生器。對此，澳大利亞《萬物科學》雜志評論稱，“中國研究團隊已經(jīng)超越了谷歌！”

  統(tǒng)籌兼顧技術(shù)發(fā)展與社會影響

  澳大利亞工程量子系統(tǒng)卓越研究理事會中心研究員塔拉·羅伯森近日在《對話》雜志上發(fā)文稱，第二次量子革命即將到來。無論是醫(yī)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?qū)⒂绊懮鐣畹姆椒矫婷妗?

  然而，技術(shù)發(fā)展的歷史表明，不能簡單地假設(shè)新的工具和系統(tǒng)將會自動符合公眾利益。“我們必須設(shè)想到量子技術(shù)發(fā)展可能為社會帶來的后果，以及今天做出的量子設(shè)計選擇可能會對我們將來的生活方式產(chǎn)生何種影響?！绷_伯森寫道。

  舉個例子，量子計算機作為著名的量子技術(shù)應(yīng)用，其優(yōu)勢在于能夠處理一臺普通計算機花費數(shù)百萬年才能完成的令人難以置信的復(fù)雜任務(wù)。其模擬分子的任務(wù)旨在提高對未來新藥性能的預(yù)測，并加速藥物開發(fā)。但一個難題是，投資于量子技術(shù)的物理基礎(chǔ)設(shè)施成本巨大，這意味著所有權(quán)可能會集中在最富有的國家和公司，這或會加劇由技術(shù)造成的權(quán)力分配不均。同時，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。

  如何避免在沒有做好充分準備和風險考慮的情況下大搖大擺地進入量子時代？在各國和企業(yè)競相開發(fā)量子技術(shù)的同時，如何解決量子技術(shù)帶來的社會問題？或許，只有真正解決了量子技術(shù)對社會帶來的潛在影響后，才能更好地讓科技造福人類。