原标题：中国为什么要斥巨资发展量子科技？

量子竞赛已经开启。随着科技的进步，对于自身实力，各国将日益守口如瓶。而这场竞赛中冲在最前头的，就是斥巨资发展量子科技的中国。

2016年8月，中国的“墨子号”作为世界首颗量子卫星从戈壁发射升空，在距地500公里处绕地飞行。

2017年，中国和奥地利科学家利用“墨子号”卫星，进行了一次量子加密的视频通话。

“墨子号”发射时，该项目首席科学家潘建伟总结了这个项目的重要意义：“我想，我们开启了一场全球范围的量子太空竞赛。”潘建伟被《自然》期刊誉为“量子之父”，是中国量子技术取得重大进展的关键人物之一。

这场量子技术竞赛异常激烈。中国和美国等国，以及世界上最大的企业和机构，包括谷歌、美国宇航局（NASA）、微软、洛克希德马丁和阿里巴巴在内，都参与其中。

什么是量子计算？

量子计算机用的不是比特——不是0就是1——而是量子比特，能以0和1的叠加态存在。这就意味着，相较于传统计算机，它们能存储更多信息，且消耗更少的电量。这样一来，那些让普通机器头疼的复杂计算，比如特定化学反应的模拟、质数的计算，或是复杂加密的破解，量子计算机都可以信手拈来。

那么，量子计算机具体可以做什么？科学家想要量子计算解决什么问题？中国目前在全球量子研究领域处于什么地位？

关于这些问题，中国科学技术大学80后教授、博导陆朝阳曾在造就的演讲中一一做过生动而有趣的科普：

大力投资“超级工程”

随着量子技术的进步，最严密的加密形式都可能被破解，计算能力也会实现飞跃，潜在的政治与经济影响不容小觑。当前保护金融数据和军事机密的加密手段，在量子计算面前或许不堪一击。

中国研究人员就是想通过“墨子号”，利用一种不同于以往的量子技术，开发出无法被破解的新型保密通信。“墨子号”被用于共享密钥，而这些密钥，则是加密和解密通信技术的关键。

通常，这些密钥容易被劫持，但“墨子号”利用了处于量子叠加态的光子——要么不破译，一旦破译，原信息就会被破坏。所以，以这种方式发送出去的密钥，是无法被复制或劫持的。

而在量子计算这个历来由欧美主导的领域中，中国正奋力追赶。

中国政府将量子技术作为一项“超级工程”的重点，力争在量子通信和量子计算领域取得重大突破。据报道，中国将投资100亿美元，在合肥建立量子信息科学国家实验室。

“近五年来，中国对量子技术进行了大力投资。”兰卡斯特大学量子技术中心主任罗伯特·扬（Robert Young）表示，“中国已经进入了领先地位，而且速度比较快。”罗伯特·扬同时还是中国电子科技大学基础与前沿研究院的客座教授。

近几年，中国企业申请的量子计算类专利大幅上升。据专利咨询公司Patinformatics的数据，2014年，美国和中国的专利数量还不相上下；但到2017年，中国的专利数已达到美国的近两倍。

不光是量子科学领域，在人工智能领域，中国的投资力度也丝毫不减。在一定程度上，这都是为了在未来几十年引领科技进步。“中国基本错过了数字革命，这给中国和中国经济拖了后腿。”罗伯特·扬表示，“中国不想再错失良机了。”

潘建伟也认同这一观点。“在现代信息科学方面，中国一直是学习者和模仿者。”他说，“现在，在量子技术领域，若能竭尽全力，我们有望成为主要玩家。”

从量子保密通信到量子计算

一开始，中国的进展主要都在量子保密通信领域——比如“墨子号”这样的项目，以及山东省的地面量子网络。“在量子通信领域，我们领先于世界同行。”潘建伟说。

但在量子计算领域，局面就没那么明晰了。构建量子计算机的难度非常大，哪怕是最细微的环境干扰，都可能破坏量子比特的叠加态。而要绘制复杂的概率路径，这种叠加态不可或缺。

量子计算机要被防护得严严实实才行，而且，构建它们所需的技术，大多都需要一个接近绝对零度的环境。目前，最先进的量子计算机——谷歌、IBM和D-Wave等企业正在研发的那些——还未迈过100量子比特的大关，而且由于“量子比特哑火”现象的存在，错误率或高达50%。“只要越过100量子比特关卡，事情就会变得有趣；但可能得突破1000量子比特，才会真正让人兴奋。”罗伯特·扬表示。