全球科技巨頭及中國在量子計算領(lǐng)域的布局及成果

一個(gè)小到連電子都容不下的世界是怎么樣的呢？那里面沒(méi)有物質(zhì)，沒(méi)有光，甚至連我們習以為常的萬(wàn)有引力和時(shí)間，都不存在了。它或許可以帶給你永生，卻給不到你日常的快樂(lè )。

漫威電影《蟻人》就是描述著(zhù)這樣一個(gè)量子世界。

所謂量子通信，是指利用量子糾纏效應進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近20年發(fā)展起來(lái)的新型交叉學(xué)科，是量子論和信息論相結合的新的研究領(lǐng)域。量子技術(shù)已經(jīng)在量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)、量子精密測量等方面取得了可觀(guān)的成就。

目前，全球的產(chǎn)業(yè)巨頭開(kāi)展全球合作，推動(dòng)量子技術(shù)與應用加速發(fā)展。目前，量子計算技術(shù)的研究與應用探索廣受重視，成為新興技術(shù)領(lǐng)域熱點(diǎn)，并已經(jīng)初具產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

谷歌、IBM、英特爾和微軟等科技巨頭已成為推動(dòng)量子計算原理樣機研發(fā)加速發(fā)展的重要力量。從技術(shù)路線(xiàn)來(lái)看，谷歌和IBM 致力于超導體系，Intel 同時(shí)涉獵硅半導體和超導體系，微軟布局全新的拓展路線(xiàn)。

從發(fā)展模式來(lái)看，幾大巨頭在全球范圍內聯(lián)動(dòng)優(yōu)勢資源展開(kāi)廣泛合作。英特爾與荷蘭QuTech 研究所、德國馬普量子光學(xué)中心、美國國家標準技術(shù)研究院等研究機構聯(lián)合推進(jìn)硅半導體量子計算。微軟與荷蘭QuTech 研究所、丹麥玻爾研究所等合作研究拓撲量子計算。IBM 對金融、汽車(chē)、電子、材料等不同應用領(lǐng)域的全球合作伙伴開(kāi)放量子計算云平臺，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)應用，量子計算初具產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

從研究成果來(lái)看，Google、IBM 等產(chǎn)業(yè)巨頭加入超導量子比特技術(shù)研究后，量子比特數量迭代速度明顯加快，尤其近三年由9位拓展至72位，實(shí)現了8倍迅速提升。盡管幾家公司在量子比特數量的成果中未披露全部技術(shù)細節，引發(fā)一定爭議，但不可否認的是量子計算近年來(lái)在科技巨頭的推動(dòng)下發(fā)展速度十分迅速。

我國量子計算以科研機構為主，在量子計算基礎理論、物理實(shí)現體系、軟件算法等領(lǐng)域均有研究布局，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)等研究機構近年來(lái)取得一系列具有國際先進(jìn)水平的研究成果，為我國量子計算發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎。從各國高水平SCI論文總量和熱點(diǎn)論文來(lái)看，美國位列第一，我國、德國分列第二和第三位；在被引次數方面，我國緊隨美國、德國和英國之后。

在代表性研究成果方面，中科大、浙江大學(xué)等聯(lián)合實(shí)現了11位超導量子比特糾纏，中科大分別實(shí)現了光量子體系18比特糾纏和半導體體系3比特邏輯門(mén)，清華大學(xué)實(shí)現了相干時(shí)間最長(cháng)的離子阱體系量子儲存。阿里巴巴、騰訊、百度和華為等科技公司開(kāi)始關(guān)注和投資量子計算領(lǐng)域，阿里與中科大聯(lián)合發(fā)布量子計算云平臺，華為宣布了由量子計算模擬器和編程框架組成的云平臺，但總體而言進(jìn)入較晚、參與度有限，在產(chǎn)品工程化及應用推動(dòng)方面與美國科技巨頭存在明顯差距。