2018年，“量子霸權(quán)”成為一個(gè)熱詞，頻頻見諸報(bào)端。其實(shí)，此“霸權(quán)”非彼霸權(quán)，“量子霸權(quán)”是一個(gè)量子計(jì)算發(fā)展程度的標(biāo)志，意思是指當(dāng)量子計(jì)算機(jī)發(fā)展到50個(gè)左右量子比特時(shí)，其計(jì)算能力將超越世界上最快的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，從而“稱霸”于計(jì)算領(lǐng)域。可以說(shuō)，其對(duì)推動(dòng)信息科技跨越式發(fā)展、維護(hù)國(guó)家安全，具有非同尋常的意義。
量子理論誕生于1900年，此后科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了量子糾纏現(xiàn)象，催生了許多重大發(fā)明，也推動(dòng)了第一次量子革命，人們開始在信息科學(xué)中運(yùn)用量子理論和技術(shù)，并提出了量子計(jì)算的概念。2012年，法國(guó)和美國(guó)科學(xué)家找到了測(cè)量和操縱單個(gè)量子系統(tǒng)的“突破性方法”，并獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，為第二次量子革命吹響了號(hào)角，世界主要國(guó)家紛紛加入量子計(jì)算研究的行列。美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局專門制定了“量子信息科學(xué)和技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”，歐盟從2018年開始投入10億歐元實(shí)施“量子旗艦”計(jì)劃，日本、加拿大、澳大利亞、荷蘭等國(guó)也都在量子計(jì)算領(lǐng)域投入巨資加快科研進(jìn)度。
量子計(jì)算為何受到如此青睞？這主要源于量子計(jì)算相較于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)而言，是理論上的顛覆式超越。量子計(jì)算是一種利用糾纏的量子態(tài)作為信息載體，利用量子態(tài)的疊加原理進(jìn)行計(jì)算的模型。它的突出之處就在于，超越了傳統(tǒng)計(jì)算模型中一個(gè)比特只能表示“0”或“1”，而每個(gè)量子比特可以同時(shí)表示“0”“1”以及混合狀態(tài)。正因如此，量子計(jì)算機(jī)具有極高的并行計(jì)算能力，在大數(shù)分解、復(fù)雜路徑搜索等計(jì)算難題的處理方面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。以量子計(jì)算為基礎(chǔ)的信息處理技術(shù)，可為密碼學(xué)、大數(shù)據(jù)、人工智能、材料科學(xué)、核反應(yīng)模擬等眾多領(lǐng)域的研究提供前所未有的強(qiáng)力手段，對(duì)未來(lái)人類社會(huì)多個(gè)方面都將產(chǎn)生革命性影響。
2017年底，IBM公司搶先發(fā)布了研制成功50量子比特計(jì)算機(jī)樣機(jī)的消息。今年初，英特爾公司宣稱已經(jīng)生產(chǎn)出了49量子比特芯片，谷歌公司緊隨其后發(fā)布了72量子比特計(jì)算處理器，微軟也宣稱近期將發(fā)布里程碑式的重大成果。在不同的模式下，加拿大的D-Wave公司甚至推出了2000量子比特的計(jì)算機(jī)模型。盡管目前所推出的量子比特?cái)?shù)接近或超過“量子霸權(quán)”所要達(dá)到的指標(biāo)，但量子糾纏操縱精度、相干特性等質(zhì)量上的不足，使其大打折扣，與之相配套的軟件、算法也剛剛起步，因而距“量子霸權(quán)”還有很長(zhǎng)的路要走。
盡管難度很大，但有關(guān)國(guó)家和國(guó)際巨頭公司已全力“參戰(zhàn)”，這是一場(chǎng)關(guān)乎未來(lái)信息科技主導(dǎo)權(quán)的競(jìng)爭(zhēng)。在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，一旦哪個(gè)國(guó)家突破了量子技術(shù)，就能夠在經(jīng)濟(jì)、科技、軍事等方面迅速形成顯著優(yōu)勢(shì)。美國(guó)《華盛頓郵報(bào)》曾報(bào)道：“美國(guó)國(guó)家安全局正在加緊研發(fā)性能強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，如果成功，將破解全世界任何公鑰加密算法。”其以“量子霸權(quán)”攫取“信息霸權(quán)”“網(wǎng)絡(luò)霸權(quán)”的意圖昭然若揭。
我國(guó)量子計(jì)算研究雖然起步較晚，但近年來(lái)隨著國(guó)家大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，重點(diǎn)布局、扎實(shí)推進(jìn)，在多個(gè)領(lǐng)域連續(xù)取得突破性進(jìn)展，在基于光子糾纏的量子計(jì)算研究等方面已占據(jù)全球領(lǐng)先位置。但面對(duì)“量子霸權(quán)”，我國(guó)還需加倍努力。一方面，要敢于向尖端科研、高難課題發(fā)起沖擊，爭(zhēng)取“啃下硬骨頭”、站在最高峰；另一方面，也要反對(duì)將“量子霸權(quán)”轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)霸權(quán)，捍衛(wèi)我們的安全和利益。
中華民族歷來(lái)愛好和平，即便是取得了量子通信等方面國(guó)際領(lǐng)先的成就，我們依然注重其在推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步、造福人類生活方面的應(yīng)用。正如首顆量子通信衛(wèi)星命名為“墨子號(hào)”所蘊(yùn)含的含義一樣，崇尚“兼愛”“非攻”。但是，我們應(yīng)警惕有關(guān)方面依仗“量子霸權(quán)”對(duì)我施加威脅，堅(jiān)持走中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路，把推動(dòng)原始創(chuàng)新擺在更加重要位置，緊緊把握核心關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展自主權(quán)。（楊建 袁野）