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日媒:量子计算机研发高潮迭起

时间:2021-02-24 21:47:09 | 来源:参考消息

原标题:日媒:量子计算机研发高潮迭起 来源:参考消息网

参考消息网2月24日报道 据《日本经济新闻》网站2月18日报道,有望给新一代计算机带来革新的量子计算机的研究开发正在全球掀起热潮。量子计算机的研究此前以理论和软件领域为中心。2010年前后,在生成属于基本单位“量子位”的微细加工技术取得进展后,硬件方面的研究也正式启动。知识产权数据库日本Astamuse调查了2009至2018年各国研究经费,发现全球研发费用总额达到数十亿美元。全文摘编如下:

中美领跑

按国别来看,美国为10.6亿美元,位居全球首位。在美国,除了自“黎明期”开始展开研究的麻省理工学院外,近年来加利福尼亚大学和马里兰大学等也获得巨额研究经费。加利福尼亚大学拥有约翰·马丁尼斯教授,他借助与美国谷歌的共同研究,于2019年首次验证显示出超高速计算性能的“量子霸权”。该大学获得的研究经费达到1.39亿美元,在按研究机构来看的世界排行榜中居第2位。马里兰大学获得的相关研究经费为8600万美元,在上述排行榜中居第6位。

按国别来看,英国为8.3亿美元,投入仅次于美国。该国较早推出了量子计算机研究计划,选择主要大学展开重点投资。以在各研究机构的排行榜中居第1位的牛津大学(获得研究经费达到2.79亿美元)为代表,伦敦大学学院获得9700万美元排在第5位,约克大学获得7400万美元排在第7位。在前10位的机构中,英国大学占据了5个席位。

在中国,以潘建伟教授所属的中国科学技术大学为核心基地,阿里巴巴等大型IT企业参加了共同研究。中科大获得的研究经费达到1.03亿美元,跻身全球排行榜的第4位。

潘教授的团队2020年宣布继谷歌之后实现了“量子霸权”。开发了采用光子的自主方式量子计算机“九章”。据称,对于最尖端的超级计算被认为需要6亿年才能解答的问题,“九章”仅以200秒就成功解答。

与以往力争建设高速信息通信网和振兴纳米技术的时期一样,美国2018年在以量子计算机为核心的量子信息科学领域敲定了国家战略,实施了在5年里最多投入13亿美元的美国《国家量子倡议法案》,希望以此守住优势。中国也将量子调控与量子信息列入“国家重点研发计划”,计划投入与美国相当水平的研究经费。围绕量子计算机的主导权之争今后或将日趋激烈。

从其他各国的研究投资来看,澳大利亚为3亿美元,排在第4位,第5位是投入2.3亿美元的日本。澳大利亚拥有很多与美英各大学具有人脉关系的研究者,新南威尔士大学和昆士兰大学等的量子计算机研究活跃。新南威尔士大学获得的研究经费达到1.37亿美元,跻身世界排行的第3位。

日本急追

日本电气公司于1999年取得在世界上首次生成利用超导元件的量子位成果,为这个领域的研究进展做出了贡献。但是,日本之后未能取得较大成果,大学的研究规模也较小。Astamuse通过调查2009至2020年获得日本政府研究经费的机构后发现,获得金额最多的是东京大学,为10.6亿日元(约合1005万美元),其次是获得9.6亿日元的名古屋大学和8.4亿日元的理化学研究所。

日本2020年推出了“量子技术创新战略”,为了避免落后于世界潮流,终于启动了提出中长期目标的日本国家项目。将围绕量子计算机、量子加密通信、量子传感和量子材料这4个领域在主要研究机构设置基地,展开重点投资。日本政府将2020年度的相关预算定为约340亿日元,增至2019年度的2倍,但与中美相比仍显得逊色。日本今后能否与世界并肩推进研究?相关战略将成为关键。

如果按申请者所在国观察量子计算机相关专利的申请件数,2001至2018年,美国为1852件数量最多,与排在第2位中国的1354件一起明显超过其他国家。日本590件居第3位,加拿大451件居第4位,韩国151件居第5位。

科企发力

从专利申请较多的机构来看,加拿大的初创企业D-Wave Systems以298件高居首位。其次是美国IBM的290件和谷歌的190件。

D-Wave作为2011年率先推出量子计算机的企业而声名大振。该公司采用了东京工业大学的特聘教授西森秀稔等人1998年开发的名为“量子退火”方式。从提出方案开始,“量子门方式”就被认为在理论上具有万能性,但存在难以提高量子位集成度的课题。退火方式用于寻找最佳组合的计算等,用途有限,但具有容易提高集成度的优点。D-Wave于2020年上市的最新机型“Advantage”具备超过5000个量子位,达到现在量子门方式的约100倍规模。

在日本企业中,除了居第6位的日本电信电话公司拥有89件之外,东芝的76件和日本电气的61件使它们跻身前十。日本电气还向D-Wave出资,力争掌握量子计算机和传统超级计算机相结合的“混合技术”。

量子计算机将对未来的产业和经济变革产生影响,这一技术蕴藏着影响国力的力量。主要国家均将量子科技定位为重要战略,对于人才的培育和应用开拓等领域或将持续带来积极投资。

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