1473 占豪原创丨中美科技大战太精彩,中国竟连得两分局面意外占优!

占豪原创丨中美科技大战太精彩,中国竟连得两分局面意外占优!

 在人类社会的伦理逻辑中,什么权力最大?毫无疑问是规则的制定权和主导权。也就是说,谁拥有最初的规则制定权,谁就拥有了控制人类社会运行的规则,谁就处于人类社会金字塔结构的顶端。譬如,当前世界的政治和经济规则主要由美国制定,那么美国在与其他国家的竞争中就处于先天的优势地位。

  当前,人类社会已进入全球化时代,但国家还未消失,国家之间、民族之间依然在竞争中前行。正所谓适者生存,谁掌握了未来人类规则的制定权,谁就拥有了相应的话语权,在未来人类大同的社会里就能占据更高主导份额;如果落后,那么最终就像历史上消失的国家和民族那样被历史长河淹没。

  当前人类社会分工非常复杂,各个领域的规则很多,在这些规则之中,有一个领域的规则无疑在所有规则的最顶端,那就是科学技术。譬如,马镫的发明大大提升了骑兵的能力(没有马镫的时候骑士们主要靠强壮的大腿来实现对马的驾驭,骑马的驾驭难度非常高),改变了冷兵器战场的格局,大大推动了人类融合的进程;牛套的发明大大提升了人类耕种的效率(没有牛套的时候很多牲畜在农耕的时候很容易被勒死),大大提升了农业社会的生产力。中国在古代之所以一直处于领先地位,其中很重要的原因之一就是中国的科学技术处于领先地位。

  牛拉车、拉犁的牛套

中国西汉时期的马镫

  现代的人类社会已经进入了互联网时代,进入了超算时代,进入了大数据时代。当前,美国掌握着现代互联网、计算机的核心技术,所以美国处在人类规则的顶端,处于主导者和引领者地位。近一二十年,随着全球化加速带来的资本和技术扩散,经济能量开始出现此消彼长,美国优势在不断被缩小,世界也进入了新的一轮政治经济秩序的大重组进程中。这一大重组进程的背后,在占豪看来,就是各领域规则制定权和主导权之争。

  我们可以毫不夸张地说,就当前人类社会的发展进程而言,谁掌握了新一代通信技术、新一代计算机技术,谁就能基于互联网通信技术、超算技术充分开发人类的大数据,谁就能掌握人类社会快速进步甚至是进化的捷径。因此,对人类社会来说,当前科技最最顶端的规则竞争之一就是新一代通信技术和新一代计算机技术的竞争。

  可能有人会问,为何这两样技术是最最顶端的这一?

  原因很简单,因为两者一个是信息的计算速度,一个是信息的互联速度。同样的一组数据,一天计算出来和一年计算出来的差别可想而知,但量子计算机和现代计算机的差别可不是一年与一天的差别,而是秒和年甚至百年的差别;同样成体系的信息,一秒传输完和一天传输完其差异可想而知,绝对安全传输和被破解传输的差别可想而知,但量子通信的差异可不止快慢的问题,也是本质区别。

  正是基于此,我们可以看到大国之间的超级计算机竞争是多么激烈。事实上,计算机的计算速度、数据传输的速度和安全性,决定了未来谁是规则的制定者和技术的领先者,未来一切其它基础科学、应用科学都需要基于这两种技术来运行。因此,新一代的计算机技术和通信技术就处在科技竞争的最顶端。

  关于量子通信的绝对保密特性和高效性我们就不说了,完全非传统通信技术可以比拟;至于量子计算机和当前的计算机的差异也完全是天地之别,理论上世界最先进的超级计算值之一中国的“天河二号”运算100年只相当于量子计算机0.01秒的运算,而“天河二号”计算机运算一小时相当于13亿中国人一起拿着计算器运算1000年。由此可见,量子通信和量子计算机技术一旦实现突破将会对人类社会带来多么大的颠覆。在占豪(微信号:占豪)看来,相关技术颠覆有多大,对人类社会旧规则的颠覆就有多大。

  那么,下一代的通信技术和计算机技术是什么样?现阶段,最可能取代现代通信和计算机技术的毫无疑问是量子通信和量子计算机。在这两个领域,全世界都在研究,都在试图最先掌握相关技术,赢得规则制定权和主导权的主动。在量子技术方面,中美处于世界领先的地位,两国的科技斗法尤其激烈和精彩。特别是最近,两国的这一领域的斗法一点都不亚于地缘政治的博弈,已经进入了白热化状态。

  我们都知道,8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”,全球首条量子通信“京沪干线”今年年底也将建成,这意味着我国在量子通信领域已经取得实质性突破,并在实际应用方面取得了世界领先。虽然距离产业应用还有较远距离,但量子通信在我国已经从试验室走入实际运用,这已是领先世界一大步。

  

  那位说了,美国咋了这是?作为科技最发达的大美利坚,怎么能让中国在这一未来涉及到世界规则的领域取得领先呢?是的,中国是取得了领先,中国在这一领域之所以取得领先很重要的原因在于,美国认为量子计算机才是核心,所以他们把研发的重心放在了量子计算机领域。

  一直以来,美国在量子计算机领域世界领先都是公认的,只是量子计算机过去在试验室的技术上都还未取得突破而已,距离实际运用当然就更是不知道有多远了。当然,只要量子计算机领域美国取得突破,美国依然是科技话语权的最高掌控者。也就是说,美国将赌注压在了量子计算机的研发上。也正是基于话语权的争夺,包括加拿大、澳大利亚的公司也宣称自己取得了量子计算机的突破,其目的都是争取话语权。

  为了对冲中国发射全球首颗量子通信卫星所带来的巨大光环效应,美国在中国发射量子通信卫星之前即曝光在量子计算机领域取得突破。8月4日,美国《Nature》封面杂志文章公布了一项量子计算机重大进展:一种小型可编程重新配置的量子计算机问世,这是全球首台可编程量子计算机。该项目由美国马里兰大学量子信息和计算机科学联合研究所研究员沙塔木·德布纳特及其同事发表。他们制造了一台由五比特的量子信息(量子比特)组成的新型量子计算机,能执行一系列不同的量子算法,其中一些算法可利用量子效应,一步完成一项数学计算,而传统计算机需要数次运算才能完成这一计算。

  在白宫的官方博文中,还引用了美国国家科学技术委员会(NSTC)于2016年7月份提出的报告《推进量子信息科学:国家的挑战与机遇》。报告中,美国国家科学技术委员会对量子信息科学的重要性,前瞻性进行了阐述,还介绍了美国在量子信息科学的研究发展状况。该委员会认为量子计算能有效推动化学、材料科学和粒子物理发展,未来可能最终会颠覆众多科学领域,人工智能也当属其中之一。NSTC的报告中还指出,美国联邦机构在过去的20年中,已经对量子信息科学给予了很多支持。这些支持起到了显著的作用,让美国的科学家在该领域里处在领先位置。目前,联邦政府机构每年资助量子信息科学领域2亿美元。除此之外,美国国防部(DOD)、美国国家标准与技术研究院(NIST,直属美国商务部)、美国国家科学基金会秘书办公室(NSF)提供了基础研究支持。美国国防高级研究计划局(DARPA)和情报高级研究项目活动(IARPA)更是已经资助一系列有针对性的、有限期的长期计划。另外,到了2017年财政年度,美国能源部计划开展一系列活动,支持量子信息科学新的研究方案。

  从上述美国量子计算机获得突破消息的发布时间看,就是针对中国的量子通信而来,其目的就是打压中国量子通信技术取得领先在世界范围内带来的舆论效应和社会效应的冲击。白宫都专门为此进行背书,可见美国对科技领域领先中国乃至世界的重视。美国是在1990年代之前如果有什么重大研究突破,苏联往往要和其竞争;1990年代之后,苏联崩溃美国20年没有对手,如今却终于有了一个中国,所以剧情没有像美国所希望的那样,在其拿出量子计算机取得突破的消息后把中国给镇住。

  事实上,就在美国曝光相关消息的几天后,央视朝闻天下就在8月11日发布消息,我国量子计算机技术取得突破。中国科技大学量子实验室成功研发了半导体量子芯片。报道称,量子芯片相当于未来量子计算机的“大脑”,研制成功后可实现量子的逻辑运算和信息处理。有了计算,量子的存储及控制技术也必不可少。这款三明治型的固态量子存储器,在低温有磁场的辅助设备中才能工作。中科院量子信息重点实验室研究员周宗权表示,下一步发展方向,要把这个量子存储器做小做得齐整化,以延长它的寿命,最终我们希望做成一个像经典的便携式U盘一样方便使用的器件,实现超远距离的量子态量子信息的传输。

  8月19日,科技日报报道,中国科学技术大学潘建伟院士及其同事在国际上首次实现对光晶格中超冷原子自旋比特纠缠态的产生、操控和探测,向基于超冷原子的可扩展量子计算和量子模拟迈出了重要一步。国际权威学术期刊《自然·物理学》日前以研究长文的形式报道了这项重要研究成果。

  8月25日,央视新闻联播再曝光了关于我国量子计算机取得突破的爆炸性消息。据新闻联播报道,近日,中国科技大学的科研团队,创造性地开发出了超晶格系统,以及分辨率仅为1微米的超冷原子显微镜,并通过它们首次制备并测控了约600对呈现纠缠状态的超冷原子比特,迈出了量子计算技术的重要一步。该研究成果随后发表在期刊《自然物理学》上,是世界上首次制备并测量了大约600对呈现纠缠状态的量子。

  这些曝光的信息告诉我们,中国不但在量子通信技术领域取得了突破,在量子计算机领域的研究也一样取得了突破,而且技术研究的层次并不比美国差。打个比方,如果将量子应用技术比作一场足球赛,那么中国量子通信技术和量子计算机技术齐头并进得两分,而美国只在量子计算机技术领域得一分,这就意味着中国在这一领域的确取得了一定优势。

  当然,现阶段距离终场还很遥远,但至少表明中国并不落后,美国并不比中国领先。我们不要忘了,我们国家具有举国体制的优势。2016年7月22日科技部相关负责人明确表示,我国未来5年将启动量子计算机研发,这也就意味着我国在未来5年将会投入巨资进行量子计算机的研发,中美在未来量子计算机方面谁先获得更大突破并不像美国人想象得那么确定,中国也在努力推进!

  从近期的这一场量子技术应用的中美较量上看,大国在太多我们平时不太注意的领域展开了激烈的竞争,而这些竞争将会直接决定我们国家处于人类社会金字塔的哪个层级,直接关乎到我们每个人的生活品质。在这种背景下,我们不但要为那些奋斗在一线的科研人员致敬,更要给他们加油、鼓劲,他们不仅仅是在为国争光,更是为国争取以百年为单位计的国家战略利益。