2022年量子科學(xué)五大趨勢(shì)

北京時(shí)間1月17日消息（余予）Safe Quantum安全首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人John Prisco日前在Forbes發(fā)表觀點(diǎn)性文章。他表示，量子計(jì)算不斷在想商業(yè)可行性邁進(jìn)，2021年，我們看到了聯(lián)合學(xué)術(shù)界、研究實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)界和政府的相關(guān)工作組的形成和活動(dòng)的增加。接下來(lái)的2022年可能會(huì)是商業(yè)量子真正開(kāi)始的一年。

以下為觀點(diǎn)全文：

似乎每一年，量子計(jì)算都在向商業(yè)可行性邁進(jìn)。

2021年，我們看到聯(lián)合學(xué)術(shù)界、研究實(shí)驗(yàn)室、企業(yè)界和政府的工作組的形成和活動(dòng)有所增加。

美國(guó)政府繼續(xù)對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行投資，我們已經(jīng)開(kāi)始看到新興量子網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張，這些網(wǎng)絡(luò)建立在芝加哥大學(xué)和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等科學(xué)家們開(kāi)創(chuàng)的工作基礎(chǔ)之上。

但事實(shí)是，基于現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備的可用性和可負(fù)擔(dān)性，以及IT和安全專業(yè)人士及早采用量子技術(shù)的遠(yuǎn)見(jiàn)，量子計(jì)算的采用很可能是漸進(jìn)的。

也就是說(shuō)，量子觀察者應(yīng)該在2022年尋找五個(gè)機(jī)會(huì)：

1. 基于量子的加密比你想象的更接近

量子安全的美妙之處在于它是不可破解的。然而，在全面實(shí)現(xiàn)量子功能之前，現(xiàn)在的問(wèn)題是如何利用量子加密來(lái)保護(hù)有價(jià)值的數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)設(shè)施。

答案是量子密鑰分發(fā)（QKD）技術(shù)。 QKD是一種在兩個(gè)通信點(diǎn)之間共享隨機(jī)生成的“密鑰”的通信方法。安全密鑰對(duì)消息進(jìn)行加密和解密。2022年，我們將聽(tīng)到更多關(guān)于QKD-on-a-chip的消息，將QKD技術(shù)應(yīng)用到可以安裝在任何地方的微芯片中。這消除了物理障礙，可能會(huì)加速量子加密通信和數(shù)據(jù)交換。而小尺寸、低功耗和低成本的生產(chǎn)特點(diǎn)也使許多企業(yè)能夠更快地采用QKD。

2. 量子計(jì)算即服務(wù) (QCaaS) 即將問(wèn)世

量子計(jì)算當(dāng)前的缺點(diǎn)之一是成本。隨著應(yīng)用和創(chuàng)新的增長(zhǎng)，設(shè)備成本無(wú)疑也會(huì)下降。然而，如今對(duì)于普通企業(yè)而言，量子計(jì)算機(jī)的硬件價(jià)格昂貴且難以維護(hù)。讓量子計(jì)算成為一種服務(wù)，即QCaaS。從亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（Amazon Web Services）和微軟Azure 等供應(yīng)商處訪問(wèn)云中的量子功能可能會(huì)使量子安全性和速度在當(dāng)今技術(shù)中觸手可及。根據(jù)Quantum Insider研究顯示，雖然當(dāng)前的QCaaS市場(chǎng)規(guī)模較小，但增長(zhǎng)迅速。我相信我們會(huì)看到其他技術(shù)提供商進(jìn)入QCaaS領(lǐng)域，通過(guò)云為特定客戶提供QKD安全性，并提供從客戶站點(diǎn)到云數(shù)據(jù)中心內(nèi)終端點(diǎn)的光纖通路。

3. 科技正在追趕量子互聯(lián)網(wǎng)的愿景

雖然正在建立小規(guī)模量子網(wǎng)絡(luò)，但廣泛的量子互聯(lián)網(wǎng)的想法受到光子隨著距離增長(zhǎng)而保持其生存能力的程度的限制。我們開(kāi)始看到越來(lái)越多對(duì)開(kāi)發(fā)量子存儲(chǔ)器和量子中繼器的研究，這對(duì)于量子互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)是必要的。該存儲(chǔ)器將存儲(chǔ)一個(gè)量子比特的量子態(tài)，并通過(guò)隱形傳態(tài)將該狀態(tài)與另一個(gè)光子交換。量子中繼器放大光子并在它們衰退之前將它們向前推進(jìn)。這兩種技術(shù)對(duì)于構(gòu)建量子互聯(lián)網(wǎng)所需的物理基礎(chǔ)設(shè)施都至關(guān)重要。

4.關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)格將成為量子安全的早期采用者

網(wǎng)絡(luò)攻擊的激增并沒(méi)有減弱，使公用事業(yè)公司成為潛在的攻擊目標(biāo)。美國(guó)能源部制定了創(chuàng)建智能電網(wǎng)的國(guó)家安全目標(biāo)，即創(chuàng)建一個(gè)智能電網(wǎng)，使用安全的雙向通信來(lái)保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施和客戶。期待支持智能電網(wǎng)的電力公司成為QKD 等量子安全解決方案的首批商業(yè)測(cè)試平臺(tái)之一。

5. 量子科技公司蓄勢(shì)待發(fā)

2021年10月1日，IonQ 成為第一家上市的量子計(jì)算公司，估值約為20億美元，緊隨其后的是Rigetti Computing，估值為15億美元。2021年，量子技術(shù)領(lǐng)域也出現(xiàn)大量投資，從貝萊德和微軟風(fēng)險(xiǎn)基金等向PsiQuantum注資4.5 億美元，到霍尼韋爾量子解決方案與劍橋量子計(jì)算公司的合并以及高達(dá)3億美元的計(jì)劃投資，人們對(duì)量子技術(shù)領(lǐng)域的興趣正在增加。我們似乎還會(huì)繼續(xù)看到更大的科技巨頭對(duì)初創(chuàng)公司進(jìn)行投資以擴(kuò)大其量子能力，并打算盡快將可行的解決方案推向市場(chǎng)。

任何時(shí)候政府、研發(fā)和企業(yè)聯(lián)合起來(lái)，您都可以期待看到進(jìn)展。量子技術(shù)的普及正在擴(kuò)大，2022年可能會(huì)被銘記為商業(yè)量子真正開(kāi)始的一年。

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