中国和印度如何在量子计算机研发领域展开竞争?

潘文和(据《亚洲时报》报道) September 24, 2023 15:38

(Baonghean.vn)——中国和印度是世界上人口最多的两个国家,两国正在相互竞争,开发各自的 1,000 量子比特量子计算机,而美国 IBM 公司今年将实现这一目标。

什么是量子比特?

传统计算机依靠二进制比特(开或关,分别表示为 1 和 0)来处理信息,而量子计算机则使用量子比特(qubit),即由量子粒子表示的比特。通过控制装置控制量子比特是量子计算机处理能力的核心。

量子计算机中的量子比特与传统计算机中的比特类似。传统计算机处理器的核心是通过操纵比特来完成所有工作的。同样,量子处理器也是通过操纵量子比特来完成所有工作的。

从对偶处理到多变量处理的飞跃将使计算能力呈指数级增长。届时,最强大的超级计算机需要数年才能解决的复杂问题,量子计算机只需数秒即可解决。

印度在量子计算机生产方面落后于中国

印度政府今年 4 月批准了一项 7.3 亿美元的资助计划,用于该国的国家量子任务 (NQM) 计划,该计划的目标是到 2031 年交付具有 50-1,000 个物理量子比特的中型量子计算机。

今年6月,美国和印度建立了印美联合量子协调机制,以促进产学研和政府机构之间的合作,两国还正在努力达成全面的量子信息科学技术协议。

但目前,印度国防研究与发展组织、塔塔基础研究院和IT公司塔塔咨询服务公司仍在开发7量子比特量子计算机。

与此同时,2021年5月,中国科学家潘建伟及其在中国科学技术大学的团队发射了66量子比特的量子计算机祖冲之二号,这台计算机至今仍是中国最快的量子计算机。

2021年9月,总部位于中国合肥的量子计算机制造商本源量子宣布,将在2025年前推出一台1000量子比特的量子计算机。然而,该公司在推出其72量子比特的悟空量子计算机(以中国神话中的孙悟空命名)时遇到了困难。目前,本源量子生产的最快量子计算机——本源悟空于2021年推出——的速度仅为24量子比特。

“目前悟空量子计算机的研发和生产进展顺利,将于今年年底正式投入使用。之后,我们将继续研发速度超过72量子比特的量子计算机。”本源量子总经理张辉表示。

张先生表示,本源量子成立于2017年,旨在将中国的科研成果转化为实用产品。他表示,公司花了三年时间努力实现产品所有部件的自主供应。

张教授表示,量子计算机只有达到50到100个量子比特的速度才具有商业可行性。他表示,自去年以来,该公司一直在探索量子计算在金融、生物医药和人工智能领域的应用。

有科学家证明,30量子比特的量子计算机拥有相当于超级计算机的计算能力,速度为1万亿次浮点运算(每秒一万亿次计算),而50量子比特的量子计算机在执行某些任务时,速度比超级计算机还要快。

美国制裁会影响中国量子计算发展吗?

去年10月,拜登政府禁止向中国出口先进半导体、半导体芯片制造设备、量子计算机和超级计算机,以阻止中国军方使用这些产品,特别是在高超音速导弹和基于人工智能的导航系统的制造中。

今年8月,美国总统拜登签署行政命令,自2024年起禁止美国公司和基金投资中国半导体、人工智能和量子计算领域。

由于Origin Quantum尚未获得任何外国投资,因此不太可能受到美国投资限制的影响。此外,该公司还为晶合半导体公司(Nexchip Semiconductor Corp)生产超导芯片。晶合半导体公司52.99%的股份由合肥市政府持有,27.44%的股份由台湾半导体制造商力晶科技持有。其生产不会受到美国出口管制和制裁的影响。

中国评论人士希望本源量子能够尽快推出悟空。

“量子芯片的计算能力比传统半导体强得多。一旦量子芯片技术成熟,我们就可以减少对先进光刻技术的依赖,实现高端芯片的自给自足。”一位中国半导体专家表示。

量子计算的发展将对全球半导体供应链产生战略意义。华为成功推出采用7纳米半导体芯片的5G Mate60 Pro智能手机,表明中国无惧外国的技术封锁和遏制。

本源量子副总裁窦猛9月19日对媒体表示,公司将探索将量子计算机应用于医疗数据分析。

“量子计算在图形处理方面有优势。为了探索在医学数据分析中的应用,我们利用自主研发的算法对蚌埠医学院提供的癌症患者图像进行了处理,相比传统计算机,处理时间有所缩短。”窦猛补充道。

印度能在量子计算竞赛中赶上中国吗?

去年11月,IBM推出了433量子比特的Osprey量子计算机,这是迄今为止世界上速度最快的量子计算机。这家科技巨头计划今年推出1121量子比特的Condor量子计算机。

有技术专家认为,量子计算机一旦拥有超过1000个物理量子比特,就可能拥有超过50个逻辑或可用量子比特,足以进行各种计算并产生商业价值。

6月22日,美国表示欢迎印度加入量子经济发展联盟,以促进与志同道合的领先量子国家的专业知识和贸易。

美国总统拜登和印度总理莫迪9月8日会晤时表示,两国将加强科学合作,包括太空探索、生物技术和量子计算。

然而,许多技术专家表示,7.3亿美元的资金可能不足以支持印度的国家量子任务计划,该计划不仅包括量子计算,还包括量子通信、量子传感和测量以及量子材料和设备。

事实上,印度在量子通信研究方面远远落后于中国,因为中国是该领域投入巨资的国家。

潘文和(据《亚洲时报》报道)