量子科技魅影背後,中美路線差異已經顯現

2020-12-01 騰訊網

波士頓管理諮詢公司這樣形容:藉助大型穩定的量子計算機及新的財務算法,他們預計到2050年,旗下管理的資產每年整體收益最少提升4500億美元,最高提升8500億美元,十分可觀。

一句話,量子科技就是未來。《經濟學人》在其報導中提及,「但是現在,連一臺大型穩定的量子計算機都沒有」,點出量子計算機技術離商用還有距離。

量子科技利好不斷,給產業界帶來不小影響,國內相關板塊集體拉升。

銅牛信息因與國科量子合作,股價「起飛」,與問天量子合作的飛利信同樣受到利好影響。

無獨有偶,日前美國白宮發布了量子前沿報告,前不久美國能源部宣布建設量子網際網路。國家主導下日益火熱的科技爭奪也引起了媒體的關注,日經中文網、《經濟學人》近期紛紛發布了有關於量子科技的報導。

谷歌在量子計算方面先行一步

風口之下,國內廠商並沒有表現出興奮。光庫科技公開闢謠,稱量子通信非主營業務和發展方向,相關產品佔比極低。

國科量子也對《智物》回應,低調做事,對市場熱點不做評論。

難道,量子科技投資熱,只是二級市場股民的自嗨嗎?

中國的量子通信,美國的量子計算機

量子力學與相對論被稱為是20世紀最偉大的發明。因為反常識,發展至今都鮮有人能夠理解該理論,對其是否真能夠商用的懷疑聲音也一直沒有消退。

在給其學生上課時,諾貝爾獎獲得者、物理學家費曼就曾對學生說,「沒有人真正懂得量子力學」,暗示這一理論的高深與玄奧。

霍金在《時間簡史》中這麼介紹量子力學,它指的是支配那些如同分子一般非常微小的對象的法則。根據這個法則可以知道,所有的量子都在一個非常微小的模型(如物體)中晃動,無法維持一個確定的值。

後面霍金給出了形象的解釋:就像從飛機俯瞰海面,它是平穩沉靜的,但是真正接近海面,會發現看到的是洶湧澎湃的波濤。

這依然是難以理解的,但科學家認為這一理論比現有計算機的設計基礎——確定的「0」「1」狀態值更加完備,因此在薛丁格等人揭示量子力學計算方法後,科研人員開始嘗試基於「不確定」的量子狀態,設計出更加先進和完備的通信設備、計算機等。

作為高精尖技術,量子科技有著極高的戰略意義,但更受到關注的是它商用之後對現有產業的顛覆性影響。尤其是藉助量子通信、量子計算等技術以及設備,信息計算和檢索的速度以及傳輸的安全性都將有質的提升,因此在學術和科研領域中,關於量子力學及其相關技術應用的探索始終沒有停止過。

在政府和科技巨頭的支持下,從學術和研究機構走出來的公司不在少數,加上近幾年VC越來越有興趣,中國、歐洲和美國的量子產業有了最初的形態。

日經中文網報導稱,「美國在量子計算機上領跑,中國則在有關安全保障的量子密鑰相關領域(量子通信)佔據優勢」,點出了全球量子科技當下的發展情況。

硬體優先

目前,國內相對成熟的量子通信產業大多源自中科大潘建偉與郭光燦團隊,基本形成了以國盾量子、九州量子、問天量子、國科量子等為核心陣容的量子通信產業鏈。

資金支持方面,國內公司的資金來源主要是以個人、政府以及中科大旗下基金為主,資金流向更偏重於生產硬體設備如量子交換機、量子路由器等的公司。如7月份國盾量子上市科創板首日大漲1000%。國盾量子被認為是國內量子通信設備頭部提供商。

相比較來看,國外最初主要以IBM、谷歌等巨頭的投入和研究為主,後開始不斷有初創公司進入。

《經濟學人》援引西雅圖研究公司PitchBook追蹤今年投資到量子計算領域4.95億美元動向的數據,指出其中不少資金已經流向了初創公司。如高盛、戴姆勒、紅杉資本都開始在做新項目方面的投資和嘗試,為的就是提前布局。

如位於馬裡蘭州的一家量子計算機初創公司IonQ已經獲得了8400萬美元的融資,從帝國理工學院和布里斯托大學走出來的PsiQuantum則根本不愁資金,它從BlackRock和Founders Fund等知名投資者那裡獲得2.15億美元,用於晶片研發。

問題是,誰能說明白量子科技的未來?

值得注意的是,英國布裡斯託大學的晶片化技術較為先進。澳大利亞初創公司Q-CTRL也從紅杉資本等投資者融到數千萬美元,它專注的是量子計算機底層軟體。

不過與國內情況類似,進入到這一領域的大部分資金都流向了看得見的硬體領域,如量子計算機設備廠、晶片等,相比較而言,專注於軟體平臺的廠商相對更低調,受關注度也相對弱一些。

當然,除了中國和美國,重要玩家還有日本的東芝電子,它在設備調製速率和單光子探測器性能方面較為領先,近期也宣布將於2021年啟動量子密碼通信系統業務。有著強大客戶基礎的瑞士IDQ公司,它提供的量子密鑰分發系統器件、終端設備和整體應用解決方案也同樣受到關注和認可。

短期內難有成效

目前,與技術發展相輔相成,量子科技領域的資本熱、IPO熱形成了另一道風景線。尤其中、美、英、德各國政府投入數十億美元的帶動下,各國資本也在積極進入。

《經濟學人》特別提到,有兩點共識不應被忽視:一是全球各地項目質量良莠不齊,做早期布局少不了謹慎。另一方面,量子科技商用依賴全產業各環節的發展,不應期望短期內有回報。

2017年前後是量子科技產業發展的關鍵時期。在量子通信領域,為大家所熟知的就是2017年中國發布了全球首顆量子科學實驗衛星「墨子號」,當時受到全球所有重要媒體的關注。同年,量子保密通信骨幹網「京滬線」驗收,現在也已經有超過10條骨幹網、城域網在建或已經建成。

另一邊在量子計算領域,IBM於2017年開始提供「 Q Network」雲計算服務,可讓客戶使用自己的量子計算機,並與戴姆勒、三星和高盛等達成合作。微軟的雲服務可以接IonQ的機器,亞馬遜AWS則連接了Rigetti,IonQ和D-Wave公司的量子計算機。

不過目前這些仍然不是真正意義上的商用階段。《經濟學人》援引《Quantum Computing Report》工程師透露的信息指出,已經有87家大大小小的組織在製造量子計算機。但迄今為止,關於量子計算機的最佳實現方法,產業界依然沒有達成共識。

如IonQ使用雷射操縱離子來進行計算,加州的Rigetti Computing公司則採用微波控制流過超導電路的電子對,微軟研發的是依賴超冷電子相互作用的「拓撲」量子計算機。

量子通信領域也是如此。百花齊放是目前的發展現狀,也預示著商用還不夠成熟。潘建偉院士在北京召開的「2020年新年科學演講」上提到,一部手機當中至少凝聚了八項諾貝爾獎成果。而現在量子信息學相關領域才收入兩枚諾貝爾獎牌,分別是2005年和2012年。

《經濟學人》感嘆,在經過數十年的發展之後,量子計算現在終於變成了一個「商業問題」……只是,這些大型、穩定的機器至少還要等待10年以上。

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