中国量子科技领先势头面临挑战!美国量子计算最近获重大进展

人猿奇妙宇宙 2024-11-23 16:50:32

虽然可能很多人对“量子”这个概念非常陌生,但实际上量子力学诞生已经超过120多年了。

近年来,量子技术方兴未艾,特别是今年,中美在量子科技领域的竞争已经进入到了加速度阶段!

经过几十年的努力,我国在量子技术领域全球领先优势明显上升,在量子计算,量子通信,量子加密等领域都颇有建树。《日本经济新闻》报道,我国的量子技术研究和应用世界领先。

我国的“量子名片”

“本源悟空”,是中国科学家经过20余年技术攻关取得的成果,从2017年开始,经过了三次迭代,在硬件、芯片、操作系统、应用软件等4个方面均实现了自主可控,并且实现了72个量子比特计算,这是一项非常了不起的进步。

而且,“本源悟空”还在不断积累实力,今年1月上线运行以来,已经成功为133个国家和地区发送的27万个技术任务提供了服务。

据统计,我国在量子计算方面的公开专利数已经达到3217件 ,远超美国的2740件,除此之外,我国在量子加密方面的领先优势还在扩大,根据今年8月份的公开数据,我国在此方面专利数量已经达到5544件,而同期美国806件,日本548件。

我国在量子通信领域也领先于世界其它国家,通过“墨子”号量子通信卫星,我国建立起了一条北京至合肥的量子通信干线,全长2000多公里。

IBM、微软量子计算获突破

我国量子科技发展迅速,世界各个科学巨头也没闲着。

根据英国《新科学家》周刊网站消息,美国IBM在制造更大、更强的量子计算机,他们研究了一种模块化的量子计算机扩容方法,将两个甚至多个单个的量子芯片连接在一起,让一对量子比特纠缠的信息可以传递到第二个芯片上,这样每个“Eagle”处理器有127个量子比特,可执行142个量子比特的计算。

为了使量子计算机能大规模生产,IBM押注目前的超导芯片来实现量子芯片,这种芯片可以用制造现有计算机硬件的机器生产,因此可以为量子计算机的超大规模计算和快速普及提供可能。

而来自英国《新科学家》周刊网站的消息,微软公司近日宣布,他们突破了纠缠态逻辑量子比特数量的新纪录,并在打造世界上最强大的量子计算机。他们的方法是量子比特连接成逻辑量子比特组,这样量子纠错就变得更加容易。

如果这类“量子比特虚拟化”系统在未来几年得到快速发展,有望实现数千乃至数万个量子比特纠错,将对量子计算的发展起到巨大推动作用。

应用前景极其广阔

量子科技在人类多个领域将得到广泛应用。

比如现在利用量子技术催生的一系列“黑科技”,因“海森堡测不准原理”和“单量子不可复制原理”,使量子加密成为了地球最强加密手段,这在商业和军事领域杜绝了一切监听的可能。而量子通信也就是“量子加密通信”,利用神奇的量子纠缠“心灵感应”,可以实现传统通信根本无法解决的安全问题。

当前,以量子惯性导航、量子目标识别、量子重力测量、量子时间基准和量子磁场测量等为代表的新型量子测量领域的到广泛应用。量子计算的实现,从速度和效率上碾压传统计算机,全球各行各业都会因此受益,比如药物发现、金融等等。

结语

美国波士顿咨询公司预测,2040年前,量子计算将催生几万亿的经济效应,中美在官方、民间和科研技术领域,对量子科学的主权之争还将加剧。

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