挖掘量子技術的經濟價值

楊琳

量子技術，作為數字時代的關鍵技術和科技創新的關鍵變量，正在成為全球各國積極布局想要搶占先機的戰略要地。今年的政府工作報告提出，制定未來產業發展規劃，開辟量子技術、生命科學等新賽道，創建一批未來產業先導區?？梢?，無論國際國內，加碼在這條賽道來競爭和角逐，已是共識。

發展正當其時，也恰逢其勢。那么，究竟什么是量子技術？它將如何改變我們的國家和生活？我國現在的量子技術發展處在什么水平？有哪些機會和挑戰？如何穩住優勢和彌補差距？

算力不足，量子能破嗎

量子技術包括量子計算、量子通信和量子測量等，由此產生相應若干個產業賽道。

量子計算利用量子力學疊加和糾纏原理，能夠為計算提供指數增長的空間，從而為解決某些問題提供不可思議的加速能力。愛因斯坦曾經說：“這個世界上最厲害的武器，不是原子彈，而是復利加時間?！彼f的復利，就是指數。

現實生活中其實存在很多指數級困難的問題，那我們能不能用指數來戰勝指數呢？北京量子信息科學研究院研究員金貽榮對《中國經濟周刊》記者說：“這類問題有很多，比如交通優化、物流優化、分子結構計算等，用經典計算機很難計算，而量子計算則能提供新的可能性?！?/p>

金貽榮還提到了另一個經典問題，也是最開始讓量子計算成為人類關注焦點的問題——質數分解。

“如果我讓你計算兩個質數的乘積，這很簡單，但這個問題如果反過來問，就是一個特別難的問題，連數學家都解決不了?！苯鹳O榮說，這也是現在互聯網通用的非對稱加密算法的底層邏輯，如果你不知道這兩個質數是多少，就永遠破譯不了密碼。

這就需要量子計算的質因數分解算法，即Shor算法來解決?！澳愕膯栴}雖然是指數級的，但我求解的速度也是指數級的?！睋鹳O榮介紹，按照現在的算力，數百萬年才能破解的密碼，用Shor算法則可以把解題時間壓縮到分鐘量級。

“正是因為這個問題，量子計算進入了人類的視野，人們才知道它有這么大的威力?！苯鹳O榮說。

再比如Grover算法（也稱為量子搜索算法），金貽榮解釋，面對如今迅速膨脹的海量數據，它讓我們搜索效率大大提升。

“如果我們將數據想象成礦山，將算力想象成挖礦機，現在算力挖礦機在數據礦山面前將變得越來越渺小。因為現在數據產生的速度遠遠大于分析它們的速度?！苯鹳O榮舉例稱，未來AI若真的走進千家萬戶，背后需要的算力是極其恐怖的?！拔覀儺斎幌Ｍ麑ふ腋湍芎?、更聰明、更高級的算力?！彼f。

上海交通大學教授、無錫光子芯片研究院院長、圖靈量子創始人金賢敏對《中國經濟周刊》記者說，量子計算主要解決的是NP問題（即多項式復雜程度的非確定性問題），也就是難解問題。難解問題都有一個特點，需要指數級或者是平方級的資源規模，隨著問題變得越來越復雜，傳統辦法就不太有效。

“量子技術是底層驅動力。很久以前，牛頓力學可能是解釋人類生產、生活最主流的邏輯。但目前解釋這個世界最基本的理論就是量子理論，無論是半導體、激光器、原子彈、新材料，還是新興的量子計算、量子通信，底層技術都是量子理論?！苯鹳t敏告訴記者，它對各個科學方向都有支撐作用，會帶來“種瓜得豆”的結果。

“摩爾定律走向極限以后，人類的算力需要新架構新體系。量子的并行性帶來指數級的算力提升，并且，這種算力取之不盡用之不竭?！苯鹳t敏表示。

未來，量子計算的應用前景非常廣泛，影響也將非常深遠?！斑@一點，我們從過去經典計算機對生產生活的改變，就能感覺得出來?，F在幾乎沒有不需要計算的行業?！苯鹳O榮表示，量子計算相當于一種新的資源，它帶來的影響是顛覆性、革命性的。除了交通優化、物流優化、供應鏈優化，還有材料設計、蛋白質計算、藥物私人定制……新算力的可能性遠不止于此。

從國家角度來講的話，量子技術更是未來大國博弈的重器之一?！熬湍闷平饷艽a來說，最先掌握這種算力的國家，對其他國家基本就是降維打擊?！苯鹳O榮說道。

我國研發水平處于第一梯隊，但需加強產業生態建設

那么，我國在量子計算方面，目前在國際上處于什么水平？

“從科研上來說，我國肯定是第一梯隊，無論是各種創新性研究，還是里程碑式的‘兌現，如量子霸權、量子優越性的演示，都走在前面?！苯鹳t敏曾和國防科技大的團隊一起用超級計算機標定了量子霸權的節點。

他十分肯定地告訴記者：“這些方面，中國是核心推動者?！?/p>

雖然中國量子技術在科研方面是第一梯隊，但在產業生態培育和投資環境上還存在挑戰。未來，若要在該領域全面占據領先位置，這二者都十分關鍵。

產業生態培育包括上游和下游生態。金貽榮強調說，下游應用領域的企業參與度非常重要?！氨热缌孔佑嬎憧梢源龠M新藥研發、降低新藥研發成本，但是，目前國內藥企很少參與進來。下游企業還沒有意識到量子計算會如何改變所在行業?！?/p>

金賢敏也認為，中國公司擁抱量子計算的態度，以及和量子公司合作方面，做得還不夠?！爸袊呀浻写蠊鹃_始擁抱量子計算，但是還不夠廣泛。做藥物的人跟做量子的人隔行如隔山，雙方需要一起探討、對接，才有可能出現‘殺手級的應用?！?/p>

這方面的標桿案例，兩人都提到了IBM開發的量子云。

“IBM量子云預約使用是按秒計費，就是因為除了高校、科研機構之外，各個公司也在探索，所以它的使用率特別高?！苯鹳t敏說道。

“量子云是凝聚生態的，對量子計算商業應用和上下游產業生態發展極為關鍵?！苯鹳O榮直言，“中國現在還沒有一個穩定的、成規模的、良好運行的量子云，下游是零零星星的狀態?！?/p>

金賢敏則補充說，“解決真問題和真解決問題”都十分重要。金賢敏既有學術經歷，又正在參與創業，因此在產學研轉化方面的感受尤為深刻。

金賢敏認為，我們需要避免單純以學術的方式來驅動產業發展，這容易導致產業深入程度不夠，會為技術落地增加阻礙?！按蚰バ枨蟛蝗菀?，但卻需要去做，最好有國家支持、產業政策，讓大家愿意合作?！?/p>

提及上游產業鏈，金貽榮表示，目前其規模不大，一些頭部企業想做全棧，對專注細分領域的初創企業來說，成長很不容易。

“鏈中企業需要形成良好的分工合作，形成健康的生態和群體鏈條。處在頂端的龍頭企業，應該將大家團結起來，利益共享?！痹诮鹳O榮看來，良好的生態鏈需要充分的競爭，最好是讓產業鏈里每一個生態位都有適者占據，而不是一個超級霸主囊括所有環節。

金貽榮說，中國目前和歐洲有一定相似之處，都沒有像美國那樣的Big Tech（大科技公司），中國可以借鑒歐洲的模式。

他把歐洲的路線稱為“合作社模式”，這種模式強調良好的精細的分工與合作。

“比如歐洲建立了一些聯合實驗室，制冷機由A廠家提供，電子學設備由B提供，電纜由C提供，芯片由D來提供。如果E也做芯片，它也可以申請加入。大家專注細分業務，聯合研發?！苯鹳O榮認為，這個模式值得中國學習?！翱傊?，不管是上游、下游，生態化都要有精細的分工協作。而且，這種生態化是競爭出來的、演進出來的?！?h3>量子技術是重大機遇，

考驗資本的眼光與耐心

此外，從投資情況來看，量子技術的投資環境和規模體量與國外存在差距。

“谷歌、IBM、微軟、英特爾、亞馬遜都有相應的投入，整個社會、企業擁抱新科技的態度更開放?！苯鹳O榮介紹道，美國的量子技術投資，民間投資占大頭，美國自然科學基金會（NSF）、能源部這些國家部門的投入規模反而不算太大。中國的量子技術投資仍然是政府占主導，私人資本占比不高。

業內人士普遍認為，中國需要加強民間資本在量子技術領域的活躍程度。

“美國投資機制比較成熟，比如投資人在什么階段會進來、后面誰來接盤、投資退出機制等，整個風險評估和管控體系比較完善。相對而言，中國這方面存在差距，投資人不太愿意去做高風險、長周期的事情?！苯鹳O榮說。

中科創星創始合伙人米磊在接受《中國經濟周刊》記者采訪時坦言，目前，大部分投資人普遍追求確定性?！安糠滞顿Y人認為前沿科技領域的投資回報周期太長，有可能10年內盈不了利，目前投資偏保守。整個投資行業需要有更長遠的目光和更長久的耐心?！?/p>

同時，投資者的投資習慣還存在跟隨性較強的問題。

“在很多領域，跟風式創業的現象比較多，導致資源面向企業投入時太過分散。此前沒有前瞻布局的投資人，就容易陷入跟風式投資的困境，實際上，這種投資的回報是最低的?！泵桌谡f，“如果資源可以朝少數幾個優勢企業集中，會更有利于助力硬科技實現突破?！?/p>

“國外突破大模型以后，中國一堆企業開始‘卷，但是每一家可能都沒有聚集到足夠力量，做了很多重復性工作，最后核算一下整個社會投入的成本，可能比國外投入的還要大得多?！苯鹳t敏認為，無論是地方政府還是企業，應該主動擁抱頂尖科技、期待顛覆產生，而不只是跟隨別人。

“量子、AI本身是重大產業機遇，也是非常鍛煉和考驗中國的投資人，要求他們的思維模式、投資習慣需要跟隨新興行業去做轉變?！苯鹳O榮表示。

編輯：孫曉萌sunxiaomeng@ceweekly.cn

美編：孟凡婷