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开发实用技术、挖掘数据库并创建超安全的通信网络 |
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俄罗斯加入量子战局 |
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使用量子处理器的计算机用途多。图片来源：Christian Lademann
俄罗斯开始努力建造一台可用的量子计算机，以期在实用量子技术的竞争中赶上其他国家。
俄罗斯副总理Maxim Akimov日前在索契召开的一个技术论坛上宣布，未来5年内，政府将投入500亿卢布（约7.9亿美元），在俄罗斯领先的实验室中开展量子基础与应用研究。这笔资金是斥资2580亿卢布的数字技术研发计划的一部分，克里姆林宫认为这对俄罗斯经济现代化和多样化至关重要。
“这是一项重大利好。”俄罗斯量子中心量子物理学家Aleksey Fedorov表示，“如果一切按计划进行，这项倡议有望将俄罗斯量子科学提升到世界一流水平。”
量子计算机使用能在多个量子态中同时存在的基本粒子进行计算。与传统计算机只用0和1储存与处理数据不同，量子比特或量子位处理信息的速度理论上要远超传统计算机。功能强大的量子计算机有望在化学、生物医学、通信和计算等多领域大显身手。
量子技术已经在很多国家得到了政府的大力支持。欧盟于2016年宣布启动10亿欧元的“量子旗舰”计划，预计将在几年内产生技术示范项目，如硅芯片上的量子处理器；德国于2019年8月宣布了6.5亿欧元的国家量子计划；中美两国也在量子科学和技术上投入数十亿美元。
这场竞赛旨在建造出在某些任务上的表现优于传统计算机的量子计算机。谷歌和IBM公司开发的量子计算机原型正接近经典计算机模拟的极限。今年10月，谷歌宣布一款执行特定计算任务的量子处理器已实现了这种量子霸权。
然而，俄罗斯距离这一里程碑还很远。“我们落后了5至10年。”Fedorov说。莫斯科国立科技大学工程师Ilya Besedin表示，“但这里有很多潜力，我们正非常密切地关注国外的情况。”
Besedin的研究团队已研制出一种基于超导材料的量子处理器原型，可处理两个量子比特；但谷歌的量子计算机可处理53个量子比特。Besedin认为，俄罗斯虽然落后，但国家量子计划可能也不算太晚。
“迄今还没有团队获得接近实际应用所需的量子计算能力，这一领域存在许多技术挑战。这为俄罗斯量子技术的发展提供了契机。在政府的大力支持下，量子行动计划的到来恰逢其时。”Besedin说。
这一举措出台之际，正值俄罗斯的量子科学开始从上世纪90年代和本世纪头十年顶尖研究人员的离职中恢复过来，他们离职是为了寻找更好的薪水和资助机会。一些在国外工作的俄罗斯量子物理学家，如美国哈佛大学的Mikhail Lukin、Eugene Demler等，都是俄罗斯量子中心的国际顾问委员会委员。其他如德国卡尔斯鲁厄理工学院凝聚态物理学家Alexey Ustinov等，已获政府拨款，在俄罗斯建立研究小组。
Ustinov表示，俄罗斯的科学家已经在用他们自己的方法建造大型量子计算机，“俄罗斯实验室还不能与谷歌这样的公司竞争。但这一举措是提高俄罗斯量子研究水平的一个有希望的开端。我们将看到这会引领什么”。
奥地利因斯布鲁克大学的量子科学家Peter Zoller却质疑，单凭这一举措是否足以吸引有才华的年轻科学家从事量子研究和技术。他补充道，重建对俄罗斯科学体系的信任，重建俄罗斯的教育传统，“将比宣布一项量子计划更加困难”。
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