歐洲的量子技術賭局

這是一場令人目眩的賭博，輸贏關係到巨額利益。如果賭贏了，歐洲將可以和強大的中國和美國抗衡；如果賭輸了，整個項目事後將被視為一場自以為是的胡鬧，愚蠢得不可救藥。

我說的當然不是英國即將就是否退出歐盟舉行的公投，而是歐盟委員會(European Commission)最近宣布，將發起一項10億歐元的計劃來探索「量子技術」。它是歐盟委員會「未來和新興技術旗艦」(Future and Emerging Technologies Flagship)項目中的第三個——這些是放眼未來、持續十年乃至更長時間的大型項目。它們涉及的挑戰過於宏大，風險過高，任何一個國家都無法憑藉一己之力承擔。

歐洲已經啟動了一個聚焦於石墨烯(graphene)的旗艦項目——這種厚度只有一個原子的神奇的碳薄膜至今沒有被歐洲工業利用。另一個是「人類大腦項目」，它登上新聞頭條，只是因為被指派研究的許多科學家抵制該項目。該項目的最終目的是建立大腦的數字模型，但公開的內訌讓許多人懷疑這個初始目標是否行得通，甚至不確定它是否有用。



將量子技術列入歐洲的「下注單」可能同樣引起爭議。該項目預計將於5月正式宣布，2018年啟動，旨在培育像超靈敏感測器和極高精度原子鐘等技術突破，但更大的好處在召喚：歐洲將正式進入建造量子計算機的競賽，並開發基於量子加密技術的無法破譯的通信系統。

經典計算機基於二進位（數據被編碼為位，後者只有兩種狀態：1或0），但量子計算機在理論上可以利用海森堡不確定性原理(Heinsberg"s Uncertainty Principle)打破二進位的局限。從那些制約中解放出來後，量子位（或稱量子比特，qubit）可存在於多得多的狀態，並且在理論上可以同時進行不同位的計算。因此，將量子位組織在一起，應該能創造出一台性能遠超當今超級計算機的量子計算機。

但是，對於這些仍有待建造出來的量子計算機是否真的在利用量子效應，還存在不確定性。它們的設計宗旨也是解決一類狹窄的問題，這使它們不像經典計算機那麼通用。

當谷歌(Google)去年12月宣稱其1000萬美元的D波(D-Wave)量子計算機的運算速度比普通計算機快1億倍的時候，許多人依然表示懷疑。一個批評是，所選的計算任務似乎特別適合D波架構，而不適合經典計算機。不過，量子計算機依然是當下的熱門事物：谷歌繼續推進，微軟(Microsoft)創建了Station Q，而美國政府則在資助IBM研發。



與此同時，中國正在爭取在量子技術領域先聲奪人：它在北京與上海之間建立了2000公里的「量子京滬幹線」以測試量子加密技術。一個信息通常使用1和0加密，可以在不被發現的情況下複製。相比之下，量子密鑰分配(QKD)涉及發射處於特殊量子態的光子脈衝。

竊聽行為將打斷這種量子態，讓發送者知道發生了安全侵入事件。中國的量子幹線將測試脈衝增強技術，確保經過加密的信息不會隨著距離減弱。中國還將發射一枚衛星，在太空中測試量子密鑰分配，目的是在國家間傳遞無法被竊聽的信息。

這就是為什麼歐洲在深思熟慮後決心投入量子技術研究。在所有的機密信息中，歐洲傳遞了展現明確意圖的信號。

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