改变互联网时代：量子互联网正在诞生

改变互联网时代：量子互联网正在诞生
作者： 张涓义

近日，芝加哥的一批科学家正在搭建史上第一个量子互联网的雏形。如果他们成功了，将产生一个能能实现快速量子计算的通信系统。
这批科学家的工作的核心是，如何实现用光纤将芝加哥地区的3所研究机构首次连起来。这三所机构分别是Argonne国家实验室、Fermi实验室和芝加哥大学。他们甚至为此设立了“芝加哥量子交易所CQE”（Chicago Quantum Exchange），以求集力集智芝加哥范围内的所有资源。

芝加哥大学的教授David Awschalom同时是Argonne国家实验室的科学家，这个项目的主要成员，CQE的总监。他很坦诚地提到，量子互联网的概念哪怕对于专家来说，都不是很好理解。

尽管量子计算被认为是与人工智能AI（Artificial Intelligence）和增强现实AR（Augmented Reality）并列的改变未来的三大技术，但量子计算的进展远远不及AI和AR。

截至目前，即使微软、Google、IBM、英特尔等领军企业，以及中美欧盟等主要经济体在烧掉了大量的经费后，也只是做出了两位数量子位的的量子计算机而已，且目前这些造价高昂的量子计算机实用性都不高，同样的运算放到量子计算机上跑，性能并不会比传统计算机高、价格也不会更省。

薛定谔的量子：前方是星辰大海
在传统计算机中，数据由0和1二进制序列保存。二进制的0和1分别代表了系统的两种“状态”，但量子世界的规则多出了一个可能是0也可能是1的叠加态。如果科学家能找到合适的并行计算方法来处理“薛定谔”的量子状态，理论上量子计算的前景将不可限量。

据测算，如果未来一台64位量子位的计算机单次运算速度能达到目前普通计算机CPU的级别（1GHz），那么这台量子计算机的数据处理速度，理论上将是目前世界上最快的「太湖之光」超级计算机（每秒9.3亿亿次）的1500亿倍。

因此，尽管目前全球最先进的量子计算机，Google今年5月推出的72个量子位的超导量子处理器“Bristlecone”(狐尾松)依然处在致力于降低比特容错率的阶段，全球范围类各国都没有松懈对量子计算的研究投入、以及对量子霸权的争夺。

研究经费在燃烧
在超导量子计算方面，目前中科院量子信息和量子科技创新研究院、Google量子人工智能实验室、IBM并称国际上最强的三家机构。

Google处于最领先地位；中国已经发射了第一颗专门用于实现量子通信的卫星；IBM投入30亿美元研发量子计算等下一代芯片，且与MIT合作进行人工智能及量子计算相关的研究工作。

第一梯队外，微软已经与多所大学共建量子实验室。德国巴斯夫、大众、空客等企业也已经开始为构建量子计算能力进行投入。一些新兴的软件开发及咨询公司，如QxBranch、QCWare和1Qbit也在研发量子应用。

具体到各个国家：

2017年，美国国会举办听证会讨论如何确保美国在量子技术领域的领先地位。

2018年，欧盟投入10亿欧元实施量子旗舰计划。英国在牛津等高校建立量子研究中心，投入约2.5亿美元培养人才。荷兰向代尔夫特理工大学投资1.4亿美元研究量子计算。

日本计划10年内在量子计算领域投资3.6亿美元。

加拿大已投入2.1亿美元资助滑铁卢大学的量子研究。

澳大利亚政府出资8300万澳元在新南威尔士大学成立量子计算公司。