|量子科技将成为数字科技的核心力量之一
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经济观察报 王晓明/文中共中央政治局10月16日下午就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习 ， 这是继大数据、人工智能、区块链之后 ， 中共中央政治局对前沿科技领域的又一次重点学习 。 量子科技本身 ， 是数字科技的核心内容之一 ， 是推动数字经济时代的核心力量 。
什么是量子?量子是现代物理的重要概念 ， 指的是一个物理量所存在的最小的、不可分割的基本单位 ， 和以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别 。
一时间量子科技成为热词 ， 网上还出现了大量针对“量子科学”、“量子通信”关键词的搜索和解读 ， 这三个词不要混淆 。 “量子科学”指的是量子在科学上的效应 ， 是一种量子信息的学科系统;“量子通信“则是量子在通信领域的应用 ， 即给通信进行加密以保证安全性,尽管通信是量子科技的一个非常重要的应用,但不能将量子通信等同于量子科技本身 。
与科学界的一些改良性技术相比 ， 量子科技具有颠覆性作用 ， 它颠覆的是目前占据主流地位的电子计算 ， 即传统、主流的计算机还是以电子作为基本的载体 ， 以冯·诺依曼结构为主的计算机 ， 同时主流计算机的电子元器件——芯片,也是基于电子 ， 按照摩尔定律的经济规律来发展 ， 让计算机芯片的工艺制成从14纳米、7纳米发展到5纳米 。
但问题在于 ， 当下摩尔定律正逼近物理极限 ， 所以科技领域亟需出现一些颠覆性技术 ， 将量子作为基本计算单位 ， 革新以电子作为基本单位的计算架构 。
本次中央政治局学习提到的“把握好大趋势”中的“趋势” ， 即是全世界整个信息技术的基础正在发生变化 ， 正在进入一个新的计算架构和基础能力突破的分界点上 ， 需要提前重新构建一个新体系 ， 体系的构建涉及到基础理论、基础材料、基础工艺及器件装备 ， 并形成量子科技的广泛应用 ， 最终改变整个数字科技 。 国家一旦掌握这种技术 ， 将从计算能力上取得一个较大的突破 ， 并对社会发展形成一个革命性的影响 。 在这一点上 ， 国内国外的起点基本是一样的 ， 全球共同进入“无人区” 。 也正因如此,量子科技也是各国的战略必争之地 。
由此可见 ， 在当下形势下 ， 发展量子科技具有很大的战略意义 。
量子科技的在全球仍然以企业为主力军 ， 以产学研的形式进行开发 。 国际上比较典型的企业是 ， IBM、谷歌 ， 谷歌在2019年打造了第一台量子计算机 ， 仅用200秒完成一个计算 ， 而采用传统计算机需要约10000年时间 。
中国在量子科技的研究上 ， 和欧美国家是齐头并进的 ， 至少不属于落后地位 。 应该看到 ， 该技术在全球获得了一定突破 ， 但并不处于成熟的发展阶段 ， 所以中国还有很大机遇去牵头主导这一场竞争 。 在中国,量子科技仍然是以企业主导的格局 ， 来自中国的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”、中国的首条量子保密通信骨干网 ， 都是企业为主、产学研合作的成果 ， 其中部分项目的主导方国盾量子企业 ， 是由中科院孵化形成的 。 腾讯公司专门成立量子计算实验室 ， 除了聚焦在信息处理中的应用 ， 如量子算法对机器学习的帮助；还在积极探索对于一些小系统 ， 小分子的更多经典计算或模拟的方法 ， 并在制药、材料、化学等行业领域进行应用 。
归根结底 ， 量子科技的本质意义有两点 ， 一是提高信息通信的安全性;二是提升算力 。 目前来看 ， 量子计算可以广泛应用到很多行业领域.
量子科技是数字科技系统中的重要力量 。 纵观中共中央政治局提出的学习重点 ， 无论是量子科技 ， 还是大数据、人工智能、区块链 ， 均是数字科技的核心内容 ， 均是推动数字经济时代的核心力量 。
数字科技是利用物理世界的数据 ， 建构与物理世界形成映射关系的数字世界 ， 并借助算力和算法来生产有用的信息和知识 ， 以指导和优化物理世界中经济和社会运行的科学技术 。
数字科技是新一代信息技术的迭代升级 。 随着数字化进程的不断推进 ， “新一代信息技术”包含的内涵大大拓宽 ， 云计算、大数据、移动互联、物联网、人工智能、区块链等新技术层出不穷 ， 量子计算、脑机接口等技术领域已突破传统信息技术领域范畴 ， 并将有可能改变整个信息计算体系 。
从全球主要国家和龙头企业的数字科技创新实践来看 ， 数字科技也已逐步成为各国新的创新和竞争角逐热点 。 一方面 ， 各大数字科技巨头聚焦数字技术和数字科技化 ， 如谷歌的AI、量子计算、知识自动化引擎技术；微软和亚马逊的云计算和AI；达索、PTC、西门子、ESI等公司的数字孪生突破；苹果基于处理器创新的封闭数字科技生态 。
另一方面 ， 数字科技巨头的创新又离不开数据科学和科技数字化 ， 比如谷歌Waymo无人驾驶 ， 需要不断将数字科技与汽车的相关学科、技术、产业进行不断融合 ， 实现从数据到领域知识的价值实现 。
从经济发展的角度来看 ， 数字科技将劳动者由人变成了“人＋机器” ， 劳动者可以呈现指数增长；将生产资料变成了“工农业用品＋数据” ， 数据从有形到无形 ， 且没有数量限制；将劳动资料变成了“工农业设备＋计算力驱动的数字科技设备” ， 呈现指数增长 ， 生产力得到了空前的解放 ， 人类社会快速进入数字时代 。 可以说 ， 数字科技从近期看指向数字经济 ， 从远期看指向知识文明 。
从促进创新的角度来看 ， 数字科技驱动网络协同创新模式 。 工业时代 ， 创新过程就是从基础研究到应用研究再到产业发展“链式创新”的单向线性过程 。 数字科技需要面向物理世界和数字世界的互动融合 ， 一方面需要解决实际应用、面向用户需求、开发全新市场的场景式研发与创新 ， 从用户需求出发对科学研究形成逆向牵引 ， 另一方面各类基础学科、基础技术领域的各项基础和应用创新寻求突破 。 每个创新主体都是庞大网络体系中的节点之一 ， 都会参与到新科学新技术新产品的开发应用全过程 ， 创新产业化周期大大缩短 。
所以 ， 在生产要素和创新模式改变的作用下 ， 数字科技最终将重塑全球经济竞争格局 。 在数字经济发展初期 ， 数字化引发的是服务业进入到更复杂的工业、能源和交通等传统领域 ， 但随着数字科技的发展现在更多的是通过数据处理、仿真建模、机器学习等改变从数据－信息－知识的整个流程 ， 并推动进入知识自动化阶段 ， 使得数据进入到价值创造的体系中 。 这种力量决定了数字科技将会重塑全球经济和产业格局 ， 也必然是大国和企业竞争的战略制高点 。
(文章内容由中科院科技战略咨询研究院研究员王晓明提供,本报采访人员沈怡然采访整理)
【|量子科技将成为数字科技的核心力量之一】
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