數(shù)字革命引領(lǐng)未來技術(shù)發(fā)展

人類的發(fā)展離不開技術(shù)驅(qū)動，歷史上的若干次科技革命極大地促進(jìn)了人類進(jìn)步。20?世紀(jì)初，量子力學(xué)發(fā)展為人類理解世界帶來了變革性的突破，并催生了一批足以改變世界的新技術(shù)發(fā)展，如半導(dǎo)體技術(shù)等。21?世紀(jì)以來，隨著新一輪量子科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類目前正處于新一代量子革命的轉(zhuǎn)折期，對量子疊加、量子糾纏、量子壓縮等量子現(xiàn)象開展基礎(chǔ)研究，將為量子計算機(jī)、量子傳感器、量子通訊、量子模擬和其他相關(guān)的量子技術(shù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。量子計算是正在改變世界的計算能力的下一個前沿，作為一種有潛力的早期技術(shù)，其科學(xué)計算能力甚至可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過百億億次計算機(jī)。實現(xiàn)量子計算機(jī)是一個復(fù)雜的機(jī)遇，面臨著巨大的挑戰(zhàn)。耶魯大學(xué)超導(dǎo)量子計算實驗室的?Devoret?和?Schoelkopf 認(rèn)為量子計算發(fā)展需要跨越?7?個臺階，當(dāng)前人類正處于第?3?到第?4?臺階的跨越之中，即量子糾錯和邏輯量子比特。而未來量子計算的跨越將愈發(fā)困難，在可預(yù)見的未來，量子計算的發(fā)展將長期是一種基礎(chǔ)研究。量子計算將進(jìn)一步催生新的顛覆性技術(shù)，其強(qiáng)大的計算能力將帶動人工智能、大數(shù)據(jù)等數(shù)字領(lǐng)域或技術(shù)的發(fā)展，也必將深刻地改變科學(xué)與社會的發(fā)展。基礎(chǔ)科學(xué)研究催生的數(shù)字革命，將改變?nèi)祟惖奈磥怼?/p>

世界各國均部署了相關(guān)計劃推動量子技術(shù)的發(fā)展。英國已部署相關(guān)計劃來推動量子技術(shù)的應(yīng)用研究。日本文部科學(xué)省基礎(chǔ)前沿研究會下屬的量子科技委員會提出日本未來在量子科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)該重點發(fā)展的方向，將量子科學(xué)技術(shù)視為日本“社會?5．0”計劃的關(guān)鍵技術(shù)和未來新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源頭。歐盟在“地平線?2020”計劃中部署了三大旗艦計劃，其中之一為量子技術(shù)旗艦計劃。該計劃中期報告認(rèn)為計劃應(yīng)圍繞量子通信、量子計算、量子模擬和量子傳感／計量?4?個任務(wù)驅(qū)動型的研究和創(chuàng)新領(lǐng)域開展，并應(yīng)將基礎(chǔ)科學(xué)作為共同的基礎(chǔ)。因擔(dān)憂美國在未來全球量子研發(fā)競爭中落后于中國、歐洲和加拿大等國家和地區(qū)，2018?年?12?月美國政府頒布《國家量子計劃法案》，提供協(xié)調(diào)一致的聯(lián)邦計劃，旨在加速美國量子科學(xué)研究與發(fā)展，促進(jìn)美國經(jīng)濟(jì)與國家安全。該法案中明確了美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院、美國國家科學(xué)基金會和美國能源部在量子科學(xué)研發(fā)領(lǐng)域的主要任務(wù)。美國陸軍研究辦公室資助了量子計算技術(shù)相關(guān)研究，包括新興量子科學(xué)技術(shù)和交叉量子技術(shù)系統(tǒng)兩大方向。美國能源部已開始研討建立量子測試平臺推動量子計算發(fā)展。