“量子科技”刷屏社交网络，但是对于大多数民众来说，对于“量子科技”的理解或许依然可以用“遇事不决，量子力学”的段子一语概之。

　　伟大的物理学家玻尔曾有言：“谁要是第一次听到量子理论时没有发火，那他一定没听懂”。因为不符合人类的常识，量子力学很难被大多数人所理解。但是普通大众同样也不了解编程语言，不也照样可以无障碍使用微信、支付宝、抖音等软件吗？

　　事实上，随着科技行业行至拐点，基于量子力学的量子科技不光将深刻影响我们的生活，还因其独特的前沿技术，成为各国决胜未来的赛点。

　　多年以后，当我们用量子科技解决生活难题时，或许会由衷地感慨一声“当年那些‘弱智’的智能手机，我是怎么能容忍的呢？”

　　1900年初，对热力学第一、第二定律的建立作出重大贡献的开尔文男爵，在英国皇家学会的新年致辞中，发表了题为《笼罩在热和光的动力理论上的十九世纪之云》的著名演讲。

　　开尔文认为，物理世界已经晴空万里，动力理论可以解释一切问题，人类已经掌握了宇宙几乎全部的真理，唯有黑体辐射和以太理论这两个小问题有待解决。

　　很快，物理学界就被这两朵乌云搅得人仰马翻，其中黑体辐射这朵乌云就直接引发了一门新理论的诞生，那就是量子力学。从这一理论出发，我们才有了今天的数字化生活，不管是微波炉还是电脑芯片等等万物，皆由量子力学理论幻化而来。

　　和一百年前一样。当我们以为一切都已经被发现以及发明出来了的时候，其实一个更大的世界已经被叩响了门环，关于量子力学，我们人类刚刚摸到了边缘。

　　为什么我们要投入重金去研究量子科技，除了探索关乎全人类命运的重大使命，拨开人类头顶上的这朵乌云以外，通过研究它提升我们的科技实力也是当务之急。

　　上世纪60年代，英特尔联合创始人戈登.摩尔曾敏锐指出，集成电路上可容纳的元器件的数量每隔 18 月将会翻一倍，产品的性能也将提升一倍。这就是著名的“摩尔定律”。

　　但是随着人类制造的芯片工艺要求越来越高，一旦芯片中的格栅宽度达到纳米大小时，材料的物理和化学性质将会变质，甚至会发生与经典的半导体理论背道而驰的现象，最终导致芯片不能运行。这也是为什么当我们在突破了7纳米、5纳米制程后，芯片的生产工艺越发难于下探。

　　英伟达 CEO 黄仁勋曾在2019年CES大会上说过：“摩尔定律过去每10年增长100倍。而现今，摩尔定律每年只能增长几个百分点，每10年可能只能增长 2倍。因此，摩尔定律其实已经失效了。”

　　IDC数据显示，预计到2025年，全球数据规模将扩展至 163ZB (1ZB 等于 1 万亿 GB)，对比2016年所产生16.1ZB数据量翻了十倍。随着网络技术的发展，信息的深入，未来这一数字还将保持较高的增速。

　　既然单一计算量不能增加，那么我们能做的唯有增加整体的芯片量，以空间换时间。但是这又可能带来一个无穷的灾难。

　　华盛顿半导体行业协会的研究报告显示，如果按照科技惯性发展的话，因计算机需求量过于庞大，预计2040年，全球计算机所消耗的电能将超过全球的电力负荷。

　　由此，我们可以发现，在摩尔定律失效后，经典计算机已经陷入到了发展的瓶颈，基于这种现状，我们急切的需要找到一个更高效的计算工具。

　　将一只猫关在装有少量镭和毒物的密闭容器里，镭的衰变存在一定概率，如果密闭容器中的镭发生衰变，就会打碎毒物罐子，毒死猫；如果镭不发生衰变，那么猫就可以存活。因为在观测前，我们并不知道镭到底衰没衰变，因此，这时候猫正处于生死叠加态，也就是说，这时的猫既是死的又是活的。

　　基于这一理论，量子计算机的量子比特既是1又是0，再加上量子纠缠的现象，量子计算机可以同时进行多条线路的并行运算，计算力对比传统计算机将有突破想象的提升。

　　2019年，谷歌研究人员文称，谷歌的一个基于54个量子比特量子芯片开发的量子计算系统，其所花费200秒完成的计算，传统计算机需要1万年才能完成。由此可见量子计算机的计算效率和计算力有多令人颠覆想象力。

　　不过，量子计算系统的算力惊人也带来了一个副作用，那就是我们俗称的密码将会形同虚设。光大证券的研究显示，传统RSA算法下，如果选择一个400位数的整数当做密码，几乎可以万无一失，因为传统计算机需要持续不断运行60万年时间才能破解，但是这一高难度的密码，量子计算机仅需3个小时即可破解。

　　幸运的是，由于量子科技不可测性的特征，它在提升算力的同时，也可以为我们带来与之匹配的保密措施，这也就是量子科技的第二大应用场景：量子通讯。

　　在传统加密传输模式下，我们往往和对方约定一个秘钥，然后给对方发送一个加密的文件，然后对方通过此前预定好的秘钥即可破译该文件，但是如果有其他人也知道了这个秘钥，那么文件也会被破解。

　　由于量子比特不可预测不可拷贝，应用量子纠缠原理，将一份文件通过A、B两个纠缠的粒子表达，然后将A当做秘钥，把B送往一个地点，接收方如果想要破译该文件必须让A、B再次形成纠缠态方可破译，这种唯一性就大大保证了信息传递的安全。

　　因为计算力必须要提升的时势使然，掌握量子技术必然会对竞争者形成降维打击，就像拿着火枪的西班牙人去了阿兹台克。因此，近年来国际社会纷纷加大量子科技相关的研发力度和投入，力图抢占技术制高点。

　　2013年，日本计划十年时间投入400亿日元研发量子科技；英国2014年启动了国家量子技术计划，每年投资2.7亿英镑用于量子相关产业研发；美国也于2018年启动“国家量子行动法案”。

　　中国在经历了制造层面的工业崛起后，也越发意识到核心科技的重要性，因而开始频频加紧布局量子科技赛道。比如《“十三五”国家科技创新规划（2016-2020）》和《国家长期科学和技术发展规划（2006-2020）》均提到了发展量子科技技术的重要性。与此同时，中国还计划投资100亿美元，在合肥建立量子信息科学国家实验室。

　　在量子计算领域，2019年底，中国科学技术大学潘建伟团队，在国际上首次实现了20光子输入的玻色取样量子计算，在四大指标上刷新了国际记录，在事实上逼近了美国人所说的“量子霸权”。

　　如果说在计算领域，中国量子科技技术还处于理论阶段，与世界一流水平处于同一水平线的话，那么在通信领域，中国则可以说是领跑世界。

　　2016年8月，中国发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。2017年，全球首条量子保密通信骨干网“京沪干线”项目通过总技术验收。《自然》杂志写道：“在量子通信领域，中国仅用不到10年的时间，就由一个不起眼的国家发展成为现在的世界劲旅，超越欧洲和北美，实在是令人不可思议。”

　　之所以在其他世界各国“纸上谈兵”的时候，中国就可以率先实现量子技术应用，牛津大学教授埃克特认为，“这一领域的进入门槛很高，唯有依靠国家级的实体才能支持，而中国恰恰在量子技术方面投入了巨额的资金”。

　　埃克特还表示：“谁控制了信息，谁就控制了世界。”在量子通信领域取得先发优势，并且整体的战略和投入对比他国也更加坚定更加雄厚的背景下，中国很有可能在未来的量子科技时代形成自己高耸的技术壁垒。

　　电科技专注于TMT领域报道，青云计划、百+计划获得者。荣获2013搜狐最佳行业自媒体人称号、2015中国新媒体创业大赛总决赛季军、2018百度动态年度实力红人等诸多大奖。