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3.5亿美元!五角大楼把量子计算塞进美军,中国底牌够硬吗?

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2018年美国国家量子倡议法案启动,能源部、NIST、NSF都有布局。五角大楼这笔钱盯军事应用,大概率流向合同、原型机、云平台、算法团队。它未必自造量子计算机,更可能买“量子计算服务”,把敏感问题送进混合量子-经典系统试。应用牵引,不是纯基础研究。

量子计算靠叠加、纠缠、干涉,在某些问题上换一套计算逻辑。军用价值分四层:破码、模拟、优化、传感。

破码最急。Shor算法一旦跑在足够大的容错量子计算机上,RSA、ECC公钥密码会失效。美国担心“现在收集,以后解密”,一边投量子计算,一边推后量子密码迁移。NIST已发布ML-KEM、ML-DSA、SLH-DSA等标准。中国也在推自主算法和迁移。谁先完成迁移,谁就少一个战略软肋。

模拟最像主场。量子计算机天生适合模拟分子、材料、电子结构。军事上对应高温超导、电池、催化剂、隐身涂层、含能材料。

优化最接地气。路径规划、库存、调度、拦截窗口,都是组合优化。当前量子计算机还没证明能稳定超过经典算法,D-Wave退火路线也有争议。五角大楼投钱,是买期权,不是买现货。

传感最接近实用。量子惯性导航,可能让潜艇、导弹在GPS被干扰时仍能定位。量子重力仪、磁力计,可能提升反潜和地下探测。



现实是,量子计算机还在NISQ阶段:比特数上来,噪声还大,纠错不够。要跑Shor算法破解RSA-2048,需要数百万物理量子比特,不是几百个。短期看模拟、优化、传感,长期才看通用破码。

美国强在生态:IBM、Google、IonQ等超导、离子阱、光量子、中性原子全路线下注,资本、软件、人才底子厚。弱在项目分散、采购慢。美国收紧量子出口管制,也提醒中国:关键设备、材料、软件必须自主可控。

中国量子版图不是单点。量子通信有墨子号、京沪干线、合肥城域网,工程化全球领先。量子计算有九章光量子、祖冲之超导两条线。2019年谷歌Sycamore宣称量子霸权,2020年九章跟进,2021年祖冲之号跟进。中国没有掉队,而是双路线并跑。

九章三号把光量子取样推到255光子,祖冲之三号把超导量子比特推到105个。合肥是重镇,北京、上海、深圳、济南都有布局。中国优势在工程集成、举国体制、应用场景。政务、金融、电力、交通、国防,对安全通信和自主算力需求大。合肥国家实验室、中科院、中科大、本源量子、国盾量子等构成生态。

短板也清楚:稀释制冷机、低温电子、测控芯片、量子软件生态、部分高端仪器仍受制于人。但国产稀释制冷机、量子测控系统、量子编程框架已经在补课。

近期量子通信和传感先落地,中期专用模拟和优化找场景,远期容错通用量子计算机。美国集群在马里兰、科罗拉多、加州、芝加哥;中国在合肥、北京、上海、深圳。欧盟、英国、日本、加拿大、澳大利亚也在投。五角大楼的动作,是把竞赛往军事牵引。

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