近日,我国多个科研团队连续发布量子计算相关成果。越来越多的研究者开始将量子计算和人工智能进行深度融合,旨在实现更快速、更准确和更高效的计算和决策。
北京大学物理学院现代光学研究所、人工微结构和介观物理国家重点实验室、纳光电子前沿科学中心、“极端光学创新研究团队”王剑威研究员和龚旗煌教授课题组与合作者实现了一种基于图论的光量子计算芯片(命名为“博雅一号”),发展出了超大规模集成硅基光量子芯片的晶圆级加工和量子调控技术,首次实现了片上多光子高维度量子纠缠态的制备与调控,演示了基于图论的可任意编程玻色取样专用型量子计算。2023年4月6日,相关研究成果发表于《自然·光子学》(Nature Photonics)。
据澎湃新闻4月13日报道,字节跳动以及北京大学物理学院陈基课题组一项关于量子蒙特卡洛的研究新进展,4月3日登上国际顶级刊物 Nature Communications。团队聚焦的扩散蒙特卡洛方法作为量子化学领域的经典高精度算法之一,具有精度高、可并行性好、适合进行大规模计算等良好的特性。此外扩散蒙特卡洛可以突破神经网络的表达能力限制,利用投影算法超越变分蒙特卡洛方法的精度。
量子计算是新兴的计算技术,极大拓展人类算力极限,它利用量子物理学的原理与性质,使用量子位来表示数据,并由量子态进行计算,极大地提升了解决难题的能力。它能够实现比经典计算器快得多的计算速度,也是未来计算机发展的核心。此前谷歌称其研发的量子计算机,比普通计算机快100亿倍。
随着数字化、网络化、智能化深入发展,计算能力已经成为国家科技实力的核心竞争力,量子计算不仅将为后摩尔时代计算能力的提升提供全新的解决方案,而且是事关国家安全的关键核心技术。当前全球主要的科技巨头,包括Google、IBM、微软、阿里、腾讯、百度、华为、字节跳动、京东等都在启动量子计算项目。政府也在为量子研究倾注资金: 2016年欧盟宣布启动11亿美元的“量子旗舰”计划;德国于2019年8月宣布了6.5亿欧元的国家量子计划;中美两国也在量子科学和技术上投入数十亿美元。
在我国,近年来一些量子计算机构相继成立,取得的发明专利数不断攀升。中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队2020年在76个光子的光量子计算机原型机“九章”实现量子计算优越性,比谷歌“悬铃木”快一百亿倍;2021年,拥有62个量子比特的超导量子计算机原型机“祖冲之号”诞生,后来升级的“祖冲之二号”达成量子优越性,从而使中国成为世界上唯一一个在两个技术路线上实现“量子优越性”的国家。
政策方面的推动力也越来越强。2018年和2021年两会,政府工作报告在回顾发展成绩中分别谈到量子信息/量子科技。并且,在2021年两会发布的“十四五”规划指出,不仅要整合优化科技资源配置,聚焦量子信息等重大创新领域组建一批国家实验室,而且加强原创性引领性科技攻关,瞄准量子信息等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。在2022年12月和2023年2月的两次中央经济工作会议上,会议均强调要加快量子计算等前沿技术研发和应用推广。量子计算成为单列的前沿技术方向,其重要性得到进一步提升。
据 Research and Markets 的数据,2019年量子计算市场价值为5.071亿美元,预计2020-2030年的复合年增长率为56%,到2030年达到649.883亿美元。波士顿咨询(BCG)发布的报告预测,在不考虑量子纠错算法的进展情况下,保守估计到2035年,全球量子计算应用市场规模将达到近20亿美元,2050年暴涨到2600多亿美元;若量子计算技术迭代速度超出预期,乐观估计2035年市场规模可突破600亿美元,2050年则有望飙升至2950亿美元。由此可见,量子计算市场规模发展潜力巨大。
随着AI、新一代通信技术、先进材料科学等相关科学的发展,量子时代的到来有望加速。中国在量子计算某些领域的自主研发能力正进入国际先进水平,量子计算产业化有望快速从0到1,从1到N的跨越式发展。A股有量子计算业务布局的相关公司值得跟踪。
腾景科技:公司为中国科学技术大学定制开发高难度干涉堆、偏振分束器、消偏振分束器、镀膜光纤线等产品,这些产品是量子计算、量子通信领域重大科研项目的核心关键元器件。相关产品已应用在包括当前世界量子信息科研前沿的“18光量子比特纠缠”等科研项目中。
浩丰科技:公司一直致力于量子安全方面的研究,并不断尝试在金融客户中应用量子密码的落地工作。
电科网安:公司在区块链及量子密码方面一直在进行前瞻性研究。
三安光电:公司的量子芯片正处于研发阶段。
国盾量子:在量子计算方面,过参与“祖冲之号“量子优越性实验等重大科研项目,逐步具备了提供超导量子计算核心部件和整体解决方案的能力。公司也是量子保密通信核心产品和相关技术服务供应商。公司的量子计算云平台也旨在提供以量子计算原型机为核心的云服务,通过对社会全开放,共同探索和发挥量子计算在各行业领域的优势。
证通社:寻找前瞻性大方向下的清晰逻辑,基于模糊正确捕捉实战成果。