除了貿(mào)易戰(zhàn)以外,針對未來計算架構(gòu)的軍備競賽也在如火如荼進行,當(dāng)Google或英特爾宣布已經(jīng)可以讓多少個量子比特同時運行,或者利用半導(dǎo)體技術(shù)達成量子計算,甚至馬約拉納費米子也即將現(xiàn)身,中國也不甘示弱隨后跟上,利用光子,或者是憶存器達成不同類型的量子計算,甚至實現(xiàn)更艱難的全局糾纏之類的技術(shù),彼此互別苗頭。
但即便如此,量子計算仍然處于早期階段,理論算力很強,但這些理論至今還沒有辦法真正化為實際生態(tài),轉(zhuǎn)化成如現(xiàn)在PC平臺或數(shù)據(jù)中心之類的計算產(chǎn)業(yè)。而要如何達到這個目標(biāo),其實業(yè)界也還在摸索,但沒有明確的合作方向,整合產(chǎn)業(yè)的力量,結(jié)果就是包含軟件、相關(guān)生態(tài)上的業(yè)者都各自發(fā)展,就會有如瞎子摸象。
為了避免因為技術(shù)和生態(tài)的發(fā)展不同調(diào),導(dǎo)致落后的結(jié)果,美國政府決定將量子計算作為一種具有典型技術(shù)軌跡的新興產(chǎn)業(yè),并制訂計畫,推動整體發(fā)展計劃,希望在相關(guān)生態(tài)或產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。
事實上,美國早在去年12月就已經(jīng)通過國家量子倡議法案(The National Quantum Initiative Act),在此之前,美國商務(wù)部的國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST),以及非營利組織SRI International簽署了合作研發(fā)協(xié)議。通過財團的力量,幫助美國推動量子計算行業(yè)的發(fā)展。
而量子經(jīng)濟發(fā)展聯(lián)盟(Quantum Economic Development Consortium,QEDC)隨后也成立,該組織由對建立美國量子產(chǎn)業(yè)感興趣的公共和私人實體組成。目前該小組正在幫助確定市場與應(yīng)用方向,并鼓勵產(chǎn)業(yè)與學(xué)界參與研究,同時建立衡量標(biāo)準(zhǔn),NIST和國家科學(xué)基金會(NSF)、國防部(DoD)以及能源部(DoE)則是以國家之力在背后支持。
由于獲得量子計算的早期發(fā)展優(yōu)勢已經(jīng)被視為國家安全問題,畢竟任何一種可被實際應(yīng)用的量子計算架構(gòu),可以輕易破解目前世界上的所有加密算法,而國家和國家之間不論是國防通信領(lǐng)域,或者是金融領(lǐng)域,甚至是個人領(lǐng)域,都非常仰賴多樣化的加密技術(shù),如果任何一方提早掌握量子計算,那么對手國家將再無機密可言。目前美國兩黨全力支持量子計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并且在2020財年將資助達4.3億美元,分散到NIST、NSF、DoD和DoE等不同組織的計劃中。值得注意的是,NSF和DoE將再美國建立10個競爭性研究中心。
而QEDC會員資格目前也已經(jīng)向工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府機構(gòu)開放,該成員名單非常之強大,總計超過60個實體,包括亞馬遜、谷歌、ARM、AT&T、波音、花旗、IBM、英特爾、是德科技、KLA、洛克希德馬丁、霍尼韋爾、Microchip / Microsemi等。國際半導(dǎo)體組織SEMI亦在前不久的SEMICON West會議上表達支持QEDC的立場,并安排的相關(guān)新聞與技術(shù)講座議程,甚至也展示了IBM的Q量子計算器。
目前市面上的第一批量子計算技術(shù)進展還相當(dāng)有限,但隨著時間過去,這些技術(shù)也逐漸在很多領(lǐng)域被證明是有價值的東西。未來會希望量子計算能夠以其量子力學(xué)特性快速計算大型復(fù)雜問題,同時又能遵循類似半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展路線,比如說之前IBM提出的量子摩爾定律。
而QEDC則是幫助量子計算進入主流的推動力量:政府不僅支持前端的基礎(chǔ)研發(fā),同時也要確立供應(yīng)渠道以及相關(guān)產(chǎn)品或部件的可制造、測試性,然而從發(fā)現(xiàn)理論、設(shè)計原型,然后再到制成成品,中間往往會有非常巨大的空白,如何填上這些空白,讓原型可以更快的轉(zhuǎn)為成品,并產(chǎn)生商業(yè)或其他應(yīng)用價值,這正是QEDC組織的使命。
表格中粉紅色的部份是QEDC正在努力解決的問題
生態(tài)與供應(yīng)渠道是QEDC的重點,量子技術(shù)本身的發(fā)展還不夠,支持量子計算成為生態(tài),并商用落地的相關(guān)軟硬件設(shè)計才是關(guān)鍵。而QEDC之所以參加SEMICON West / ES Design West等展會,也是為了要向業(yè)界傳達一個信息,那就是量子計算的時代即將到來,所有的相關(guān)行業(yè)都必須開始準(zhǔn)備,否則就有可能落后。
而QEDC也引用了波士頓咨詢集團的數(shù)據(jù),指出,與量子計算相關(guān)的市場將將分三個階段增長,第一個階段將在五年內(nèi)發(fā)生,并產(chǎn)生20到50億美元的營收,這個階段被稱為noisy intermediate-scale quantum(NISQ)階段,量子計算仍有很多噪聲干擾問題需要解決。
而第二階段則是在10年之內(nèi)發(fā)生,相關(guān)的營業(yè)收入會成長到250億至500億美元,降低噪聲產(chǎn)生的錯誤仍是此階段的技術(shù)發(fā)展重點,但隨之而來,當(dāng)除錯技術(shù)成熟,同時也發(fā)展出模塊化架構(gòu)時,預(yù)期市場將可以在20年內(nèi)發(fā)展至4500億至8500億美元的規(guī)模。
另一方面,根據(jù)Inside Quantum Technology的數(shù)據(jù),量子通信與傳感相關(guān)的技術(shù),也將會在2025年帶來16億美元的營收規(guī)模。
由于量子技術(shù)影響著從計算、通信、傳感等各種未來必要的科技核心應(yīng)用發(fā)展,它也代表巨大的商用潛力,但與此同時,也代表著巨大的風(fēng)險,如果技術(shù)落后,那么國家的命運可能就會掌握在敵人的手上。
量子在科技領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)是現(xiàn)在進行式,雖然這些名詞看起來很科幻,但實際上它會以比我們想象中更快的速度進入我們的生活。QEDC也認為,量子相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,同樣也會為現(xiàn)在的半導(dǎo)體技術(shù)帶來不同的技術(shù)思維,帶動未來半導(dǎo)體相關(guān)應(yīng)用的發(fā)展。
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