这是一场令人目眩的赌博,输赢关系到巨额利益。如果赌赢了,欧洲将可以和强大的中国和美国抗衡;如果赌输了,整个项目事后将被视为一场自以为是的胡闹,愚蠢得不可救药。

我说的当然不是英国即将就是否退出欧盟举行的公投,而是欧盟委员会(European Commission)最近宣布,将发起一项10亿欧元的计划来探索“量子技术”。它是欧盟委员会“未来和新兴技术旗舰”(Future and Emerging Technologies Flagship)项目中的第三个——这些是放眼未来、持续十年乃至更长时间的大型项目。它们涉及的挑战过于宏大,风险过高,任何一个国家都无法凭借一己之力承担。

欧洲已经启动了一个聚焦于石墨烯(graphene)的旗舰项目——这种厚度只有一个原子的神奇的碳薄膜至今没有被欧洲工业利用。另一个是“人类大脑项目”,它登上新闻头条,只是因为被指派研究的许多科学家抵制该项目。该项目的最终目的是建立大脑的数字模型,但公开的内讧让许多人怀疑这个初始目标是否行得通,甚至不确定它是否有用。

将量子技术列入欧洲的“下注单”可能同样引起争议。该项目预计将于5月正式宣布,2018年启动,旨在培育像超灵敏传感器和极高精度原子钟等技术突破,但更大的好处在召唤:欧洲将正式进入建造量子计算机的竞赛,并开发基于量子加密技术的无法破译的通信系统。

经典计算机基于二进制(数据被编码为位,后者只有两种状态:1或0),但量子计算机在理论上可以利用海森堡不确定性原理(Heinsberg's Uncertainty Principle)打破二进制的局限。从那些制约中解放出来后,量子位(或称量子比特,qubit)可存在于多得多的状态,并且在理论上可以同时进行不同位的计算。因此,将量子位组织在一起,应该能创造出一台性能远超当今超级计算机的量子计算机。

但是,对于这些仍有待建造出来的量子计算机是否真的在利用量子效应,还存在不确定性。它们的设计宗旨也是解决一类狭窄的问题,这使它们不像经典计算机那么通用。

当谷歌(Google)去年12月宣称其1000万美元的D波(D-Wave)量子计算机的运算速度比普通计算机快1亿倍的时候,许多人依然表示怀疑。一个批评是,所选的计算任务似乎特别适合D波架构,而不适合经典计算机。不过,量子计算机依然是当下的热门事物:谷歌继续推进,微软(Microsoft)创建了Station Q,而美国政府则在资助IBM研发。

与此同时,中国正在争取在量子技术领域先声夺人:它在北京与上海之间建立了2000公里的“量子京沪干线”以测试量子加密技术。一个信息通常使用1和0加密,可以在不被发现的情况下复制。相比之下,量子密钥分配(QKD)涉及发射处于特殊量子态的光子脉冲。

窃听行为将打断这种量子态,让发送者知道发生了安全侵入事件。中国的量子干线将测试脉冲增强技术,确保经过加密的信息不会随着距离减弱。中国还将发射一枚卫星,在太空中测试量子密钥分配,目的是在国家间传递无法被窃听的信息。

这就是为什么欧洲在深思熟虑后决心投入量子技术研究。在所有的机密信息中,欧洲传递了展现明确意图的信号。

译者/邹策

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作者:科学评论员 安贾娜•阿胡贾
来源:FT中文网