當AI引爆輿論場，大國已將目光投向量子科技

當全球目光聚集在中美人工智能（AI），尤其是DeepSeek和OpenAI的博弈時，另一場足以影響人類發展的科技革命正在浮出水面。去年6月，聯合國宣佈2025年是"世界量子科技年"。自馬克斯·普朗克在124年前提出"量子"概念以來，量子科技一度只是科幻小説中的酷炫概念，但在2024年，量子技術的現實應用取得了一系列超乎預期的發展。站在競賽前沿的中美兩國，各有哪些優勢？競爭與合作將如何引領這次重大的科技變革？

一百年前的1925年，薛定諤提出了量子力學的薛定諤方程，同年，海森堡發表論文《運動學和力學關係的量子力學重新詮釋》。他們與伯恩、喬丹等共同奠定了量子力學的基礎。為紀念量子力學的先驅和提高公眾對量子科學及應用重要性的認識，以及量子力學即將對人類發展起到巨大作用，聯合國教科文組織決定將2025年定為「國際量子科學與技術年」。

2月4日，2025國際量子科學與技術年開幕式在聯合國教科文組織（UNESCO）巴黎總部召開。圖源：中國光學學會官方微信

儘管量子技術尚未實現大規模商業化，但該領域的研發和商業化步伐正在加快。

那麼什麼是量子技術呢？簡單來説，量子技術基於量子力學的三大核心原理：

量子疊加：傳統計算機的比特（bit）只能表示0或1的狀態，而量子比特（qubit）則可以是「0」和「1」的疊加態，使其能夠以兩種以上的狀態存在，這使得計算能力呈指數級增長。

量子糾纏：兩個或多個粒子可以通過「糾纏」相互關聯，無論相隔多遠，一個粒子的變化會瞬時影響另一個粒子。

量子隧穿：使得粒子能夠穿越經典物理學中無法跨越的勢壘。

這三大原理也就帶來了量子技術的三大主要應用領域：量子計算，利用量子比特進行復雜計算，比如可以用於模擬分子行為以加速新葯開發以及解決人工智能中的複雜問題；量子糾纏為量子通信提供了理論基礎，通過量子密鑰分發（QKD）實現高度安全的通信，無懼竊聽威脅；量子傳感則利用量子隧穿實現極高精度的測量，可用於地震監測、醫療成像和軍事偵察等。

量子通信示意圖 圖源：網絡

中美高度重視量子科技

各有優勢領域

中國在「十三五」（2016年至2020年）規劃期間提出發展量子計算、量子通信的戰略目標，並在2021年將量子技術列入「十四五」（2021年至2025年）規劃中的7大"科技前沿領域攻關"領域。

美國在2018年通過了《國家量子倡議法案》，加速美國量子技術發展。2023年5月，美國拜登政府發佈了"針對重要技術和新興技術的國家標準化戰略"，將量子技術定位在戰略領域。2024年12月，美國參議院修訂併發布了《國家量子倡議重新授權法案》，加大對美國量子技術發展的支持力度。

根據全球諮詢業巨頭麥肯錫公司2022年的一份報告，中國對量子技術的公共資金投入遙遙領先全球，高達153億美元——這是美國政府投資的8倍（19億美元），是歐盟各成員國投資總額的兩倍（72億美元）。

根據目前各國智庫數據顯示，中美在量子技術三大領域的發展「各有所長」。在量子通信領域，中國領先全球。

2016年，中國發射世界首顆量子科學實驗衞星「墨子號」，成功實現了衞星對地面站的高速量子密鑰分發。2022年，中國發射了第二顆量子衞星「濟南一號」，性能顯著提升。第三顆量子衞星計劃於2026年發射。2017年，中國還建成了量子保密通信「京滬干線」，總長超2000公里，是目前世界上最遠距離的基於可信中繼方案的量子安全密鑰分發干線。截至2024年8月，中國在量子加密通信領域的公開專利數量為5544件，遠超美國的806件。

「墨子號」量子通信衞星

在量子計算方面，美國則傲視全球，在硬件開發和算法複雜性上都大幅領先中國。量子計算機的計算能力取決於量子比特數量、錯誤率和糾錯能力。谷歌、IBM等美國企業開發的量子計算機擁有上千個量子比特，而中國單台比特數最多的量子計算機，是去年12月中電信量子集團發佈的超導量子計算機"天衍504"，搭載中國科大國盾量子生產的擁有504個量子比特的"驍鴻"芯片。

谷歌公司的量子計算機 圖源：網絡

值得一提的是，同樣在去年12月，美國科技巨頭谷歌宣佈，最新量子晶片「柳木」（Willow）可在五分鍾內完成傳統超級計算機需耗時10億億億（10的25次方）年的計算，在科技界引發轟動。特斯拉創始人馬斯克在社交媒體X上驚歎「哇哦」，OpenAI首席執行官奧爾特曼也在X平臺送上「熱烈祝賀」。

新加坡《聯合早報》引述專家的話稱，谷歌此次宣佈的成果的最大亮點在於一項更為關鍵的技術突破——量子糾錯技術的重大進展。量子糾錯是確保量子計算穩定運行的關鍵技術，能檢測並修正計算過程中的錯誤，提高計算的可靠和準確性。降低錯誤率是從實驗級設備邁向通用量子計算機的核心挑戰之一。

新加坡量子科技研究中心主任拉託雷（Jose Ignacio Latorre）教授受訪時指出，量子計算的突破不僅意味着算力的提升，更有潛力重塑AI、信息安全、金融分析等多個領域的格局。因此，各國紛紛加入競爭，力求率先擁有一臺真正實用的量子計算機。

全球數碼浪潮加速推動算力需求激增，強大算力已成為人工智能（AI）發展的核心支撐和驅動力。有研究顯示，AI模型訓練所需的計算能力正呈指數級增長，平均每100天翻一番，預計未來五年內將激增100萬倍以上。

中美量子技術競爭

美國延續「小院高牆」

量子計算的戰略價值日益凸顯，也讓它成為大國博弈的一個核心領域，並演變為中美競爭的前沿陣地，技術競賽與技術封鎖持續上演。

「美國和中國都將量子技術提升爲全球技術競爭的一個競技場，類似於冷戰時期對核能力的爭奪」，德國智庫墨卡託中國研究所（Mercator Institute for China Studies）在一份報告中寫道，「儘管最終產物不是炸彈而是計算機，但率先開發出量子計算技術的一方將在密碼學、通信和信息處理等軍事領域擁有顯著優勢。」

為遏制中國在量子計算領域的發展，美國過去一年採取一系列措施，包括技術出口管制、高端人才流動限制，以及施壓盟友減少與中國合作等。

今年1月2日，美國財政部的一項新規生效，旨在禁止美國個人和企業在中國投資開發一系列包括量子技術在內的先進技術，這項新規於去年10月由時任拜登政府敲定。

新加坡國立大學李光耀公共政策學院副教授顧清揚接受新加坡《聯合早報》採訪時指出，與過去大國間以熱戰為主的競爭形式不同，當今中美之間的博弈已轉向科技與經濟領域。量子計算因巨大的戰略價值和國家實力提升潛力，自然成為兩國競爭的核心焦點。「這種競爭在一定程度上能推動技術進步，類似於歷史上的太空和衞星競賽，對全球科技創新具有積極意義」。

但他強調，量子技術的突破還面臨諸多技術瓶頸和挑戰，這一領域的進步需要全球範圍內的合作與協同創新。「如何在競爭中尋求合作，將是未來量子技術發展的關鍵挑戰。」

巴西「ocafezinho」新聞網9日發表的文章也認為，中國在量子技術上取得的進步對美國既是挑戰也是機遇。雖然競爭推動創新，但國際合作對兩國都有利。在競爭與合作之間找到平衡，同時保護國家利益，對於負責任地發展量子技術至關重要。

國際社會都在呼籲中美攜手推進量子科技進步，以造福人類，中國的態度是什麼呢？中國科學院院士、中國科學技術大學著名量子物理學家潘建偉教授最近的一席話或許具有一定的參考意義，他在2025國際量子科學與技術年開幕式上的視頻講話中就表示，第二次量子革命可能會推動人類文明的又一次飛躍，「政府和私營部門的持續資金支持至關重要。積極而深入的國際合作與交流無疑將加速量子信息造福全人類的進程。」

潘建偉院士（資料圖）

作者丨林瀟