中美量子霸权争夺战

来源：spectrum.ieee.org

编译：李雷、JIN、王嘉仪、钱天培

圣诞节前，美国总统特朗普发布了国家量子倡议法案。在未来10年内，美国政府将投入超过12亿美元用于量子信息科学研究。

这项法案的通过表明，美国两党政府将紧跟中国等国家的脚步，大力开发量子技术，包括量子计算、量子加密和量子通信等。

世界经济和军事格局很可能就此改变。

其中，美国尤为关注量子计算技术的发展，因为它的发展极有可能会破解那些保护政府和国家企业机密的计算机算法。另一方面，对量子科学的投资也能够为美国带来突破，帮助巩固技术的领先地位和国家安全。如果其他国家在某项量子技术上领先于美国，那美国的地位就会受到动摇。值得注意的是，中国特别重视投资量子科学，并希望能够以此突破美国现在享有的传统科学技术优势。

“很明显，中国希望把握这次历史性的机遇，赶上、甚至超越美国。”华盛顿特区新美国安全中心（CNAS）的兼职研究员Elsa Kania在最近的新闻发布会上表示。

但Kania解释说，量子技术的发展更像是一场马拉松，而不是短跑比赛。美国国家科学院、工程院和医学院在最近的报告中承认，制造通用量子计算机仍需要十年以上的时间。工程师们必须先弄清楚如何构建更大的量子比特阵列，并且要使这些脆弱的量子比特能够维持长时间的稳定，以便执行有效的计算。

无论量子计算是否真的如传言那般厉害，其在影响国家安全和技术领导地位的潜力，已经足以促使美国和中国采取行动。

不仅仅是量子计算技术，该领域的其他量子技术的影响均不可轻视。量子通信和密码学技术的发展很可能构建出牢不可破的理想网络。另外，量子雷达和传感技术可以探测到隐形飞机和水下潜艇。同时，量子导航可以提供精确的地理定位而无需依赖基于空间的GPS。

Kania在她与美国国土安全部的John Costello合写的一份CNAS报告中阐述了，中国在量子技术研究中投入了大量由国家支持的科研力

中国的抱负——实现量子领域的飞跃式进步

Kania认为，中国大力发展量子技术是出于对美国情报能力和其在中国境内监视活动的担忧。习近平在2018年1月的新年致辞中强调了量子技术的战略重要性，并特意强调中国在量子计算技术方面所获得的成就。

根据CNAS的报告，中国的科学家和工程师虽然是量子马拉松的后起之秀，但是他们目前享有不限量的量子科学技术发展资源。尽管缺乏有关中国对此投入资金的详细信息，但Kania和Costello估计“目前的资金量达数十亿美元”。

如此大量的国家资金投入之下，中国已在量子科学研究道路上获得了多个里程碑式的成就。2016年8月，中国发射了世界上第一颗量子卫星，作为太空与地球之间量子通信链路的测试平台。它还完成了一条长达2,000公里的从北京到上海的光纤骨干网，用于地面量子网络。

2017年，中国再次展示了其在量子技术领域的成就，如使用卫星来测试量子加密技术，同时在量子通讯的比特纠缠技术上取得领先地位。