不管是企業還是政府，凡是涉及到信息優化與管理的地方，面對規模日漸擴大的數據，它們都需要通過高效的計算過程來實現工作負載的處理。為了實現這一目標，科技巨頭與政府紛紛加大了對量子計算的投資，試圖通過該技術在量子位上處理數據。據瞭解，通過量子計算，企業可以即時在大型數據庫中搜索文件，所用時間比傳統就算少的多。

如此重要的技術，必然會讓每個國家都希望自己能成為該領域的霸主。但是，總的來說，佔有優勢的還是中美兩國。作為全球最大的兩個國家，美國的優勢是資本，中國的優勢是人口。至於發展的根本原因，是需求。隨著中國在該領域的崛起，美國從未放下自己的提防之心。

眾所周知，量子計算是如今各個科技巨頭的重點，比如，谷歌、IBM、微軟、英特爾等美國科技企業擁有先發優勢，通過不同技術路徑不斷實現對更多量子比特的操縱；過去一年來，中國阿里巴巴、騰訊和百度三大科技企業也相繼“入局”量子計算，彰顯新興市場的強大後勁。

就是在這種情況下，華盛頓政府的決策者產生了隱隱的擔憂，他們似乎意識到美國在投資量子計算方面落後於中國和其他國家。為什麼量子計算會如此受重視呢？因為這項技術有可能會破壞當前確保區塊鏈和加密貨幣安全的加密技術。

事實上，對於量子計算，歐盟已經發起了長達10年的量子研究計劃，中國也正在這一領域投入巨資。美國科學院院士、馬里蘭大學物理學家克里斯·門羅表示，“美國是唯一沒有在這一領域做出重大決定的大國。”

因此，在5月的一次聽證會上，眾多科學機構敦促國會盡快制定一項為量子研究和教育工作提供資金的戰略計劃後，美國眾議院立法者很快就有所動作——其科學委員會將就一項新的長達10年的國家量子計劃（NQI）提出法案，而白宮也計劃正式啟動新的領導小組，以指導聯邦政府在量子科學領域發揮應有的作用。

而科學委員會的主席Lamar Smith在一份聲明說道：“量子計算的運行速度可能比傳統計算系統快數百萬倍，可以解決了我們認為無法解決的問題。所以，美國必須先到那裡。”

遊戲規則改變者？

在小智君（ID：Aiobservation）看來，量子計算機不僅僅是傳統計算機的邏輯演進，相反，他們是一種實現從量子世界傳遞現象的新型算法。在傳統計算中，信息存儲在以0或1為單位的比特（Bit，二進制單位）中。在量子計算中，量子位（量子比特），可以是0，也可以是一個或任何0與1的組合，並且在直接觀察時只能假定一個確定的值。

這種情況便創造了先前無法實現的存儲和處理能力，從而以指數形式大大降低了模擬某些過程的難度。假設一臺計算機的任務，是確定100條到羅馬的假想道路中哪條是正確的，傳統計算會按照線性的方式嘗試每條可能的路徑；而量子計算則會採用一種完全不同的方法。

“有些人會認為擁有量子計算機就可以讓我們用比傳統計算機更快的速度去完成同樣的任務。然而， 等事情真的發生時，你會發現，其能力更強大。”華盛頓美洲開發銀行的技術顧問兼物理學家Marcos Allende Lopez表示。“量子計算機可以對所有的道路進行評估，為每條道路帶來成功的可能。所以我們唯一需要做的就是等到電腦帶給我們最可行的方案。”

儘管現在量子計算機仍處於研發階段，但這些計算機將能夠解決使用傳統計算流程無法解決的問題，在醫藥和物流等領域可以提供巨大的潛在應用和實用工具，並解決一些數學難題。特別是區塊鏈和加密貨幣行業，目前量子算法可以通過執行較少的二次方步驟來找到散列數據以及能夠使數字簽名和對稱密鑰變得更加容易的算法。

儘管多年來，觀察人士一直對這一處於初期的技術所帶來的長期風險發出一系列的警告，但專家們也有暗示，量子時代可能比我們以前認為的更接近了。

馬里蘭大學物理學家Chris Monroe在5月份的聽證會上對國會強調：“在接下來的幾年裡，我們將會看到大約100個量子位的小型量子計算機。這聽起來很小，但即使只有100個量子位，從某種意義上說，它可處理的數據會超過世界上所有硬盤驅動器的信息。”

面對競爭對手，美國努力追趕

雖然美國在量子技術的初步發展中處於領先地位，但它缺乏一項國家支持下的持續研究和發展戰略，與其他國家採取的行動相比，美國做的遠遠不夠。

芝加哥大學計算機科學教授Diana Franklin也曾向國會表示，儘管過去18個月個體企業研發實驗室和風投對量子技術的投資激增，但聯邦資金短缺已經讓美國距離“爭取保持領先”非常遙遠。換句話說，資金短缺讓理論量子算法與可用量子應用的結合，以及大學研究工作與實際商業的開發，與別的國家有了相當大的差距。

舉個例子，中國已經公開表示其在未來十年要在量子計算方面超越美國的意圖——在安徽省合肥市進行大額投資，修建一所量子信息科學國家實驗室，並計劃在2020年啟用；2016年發射了世界首顆量子科學實驗衛星並在2017年宣佈量子衛星在國際上第一次成功實現了“千公里級”星地雙向量子通信，引發了世界的關注。

此外，中國的企業，如阿里巴巴，騰訊和百度也在展開自己的項目。今年早些時候，阿里巴巴宣佈推出一款10位量子云計算機。另外，在本週一公佈的一份“超級計算機500強”榜單中有206臺來自於中國，而來自美國企業和政府機構的超級計算機只有124臺，也就是說，中國在量子計算方面已經取得了很大的突破。

而對於其他國家，像歐盟從2018年開始，投入10億歐元實施“量子旗艦”計劃。英國在牛津大學等高校建立量子研究中心，投入約2.5億美元培養人才。荷蘭向代爾夫特理工大學投資1.4億美元研究量子計算。還有日本計劃10年內在量子計算領域投資3.6億美元。加拿大已投入2.1億美元資助滑鐵盧大學的量子研究。澳大利亞政府、銀行等出資8300萬澳元在新南威爾士大學成立量子計算公司。

可以說，各國攻關量子計算機的戰略已經明確，因此Monroe表示：“全球範圍內的這些動作都表明，美國也應該採取行動了。美國必須保持在這一前沿科技的領導地位。”

中國的機遇與挑戰

據英國政府的統計報告顯示，中國量子科研論文發表量排名全球第一、專利應用排名第二。在“第二次量子革命”的起步階段，中國異軍突起，躍入國際“第一陣營”。但與量子通信的全面領先相比，中國的量子計算雖整體處於“第一陣營”，但只有個別方向“領跑”、大多處於“跟跑”。

據瞭解，在量子計算多條技術路線上，中國在光量子方向領先，在半導體、超冷原子方向稍落後，在超導方向明顯落後。如IBM、英特爾公佈實現50個、49個超導量子比特，中國已公佈的最高為10個。

多位學者認為，面對群雄並起、充滿變數的複雜局面，中國的挑戰與機遇並存，應保持戰略定力與科技自信，發揮制度優勢。

Persistence Market Research最新的報告顯示，隨著各個國家不斷投資量子計算領域的研究活動，以及它們對量子計算商業化的關注，預計到2025年底全球範圍內將採用和量子計算技術，收入有可能超過230億美元。在這個十年的預測期內，全球量子計算預計將成指數增長，達到30.9%。

或許，量子計算將決定未來。