量子競賽：華府需加速推動免遭中國超車的呼籲
量子運算，這個曾經只存在於科幻小說中的概念，如今正以前所未有的速度從理論走向現實。它承載著解決當今超級電腦無法處理的複雜問題的巨大潛力，從藥物研發、材料科學到金融模型和國家安全，其影響範圍廣泛且深遠。然而，在這場科技革命的浪潮中，一場攸關國家競爭力與安全的新賽局正在悄然展開：美中在量子科技領域的較量。微軟公司總裁史密夫（Brad Smith）近日的公開呼籲，恰恰點燃了對這場賽局緊迫性的關注，強調美國必須加大投入，以免在量子電腦的發展上落後於中國。
競爭態勢與美國的挑戰
史密夫認為，儘管目前美國在量子電腦開發方面仍具備優勢，但中國正以前所未有的力度投入資源，這使得美國面臨被超越的風險。他指出，如果在這一關鍵領域落敗，將對美國企業的競爭優勢和國家安全造成難以承受的後果。為了維持領先地位，史密夫建議華府應重新審視並擴大《國家量子倡議法案》（National Quantum Initiative Act, NQI Act）的範圍，特別是增加對國防高級研究計劃局（DARPA）在相關領域的研究與測試支持，同時也要積極吸引數學及科學領域的頂尖人才投入量子電腦的研發工作。微軟本身也在量子運算領域取得了進展，例如在今年2月公布了用於量子電腦的專門晶片 Majorana 1。
美國政府對量子科技的關注由來已久，可追溯至1990年代中期。透過《國家量子倡議法案》等政策，美國政府旨在加速量子科技發展，提升其在經濟和國家安全上的國際地位。該法案設立了國家量子協調辦公室（NQCO）和國家量子倡議諮詢委員會（NQIAC），協調跨部門的量子資訊科學研究。同時，國防授權法案也加強了國防部在量子技術研發上的投入。美國國家科學基金會（NSF）也通過資助學術機構的基礎研究和建立新的研究所來促進量子資訊科學的發展和人才培養。此外，美國政府也正積極透過與產業、政府部門及國際夥伴合作，加速量子技術的部署，並將量子感測等應用於電網安全、邊境巡防、海底監控等領域。
中國的崛起與投資
與美國相比，中國在量子科技領域展現了強大的決心，並進行了大規模的國家級投資。自2017年以來，中國將量子技術納入國家戰略，並計劃在未來十年內投入數十億美元進行研究與開發。雖然具體數字難以確認，但有報告指出，中國政府已承諾向量子項目投入約150億美元，這一數字遠超歐洲聯盟的計劃支出，更是美國政府過去撥款的八倍。中國科學院和中國科學技術大學等研究團隊在量子糾纏和量子通訊等領域取得了顯著進展。中國也在建設價值100億美元的國家量子資訊科學實驗室，以推動該領域的發展。
中國在量子運算硬體方面雖然曾被認為落後於美國，但近期也取得了突破性進展。例如，中國科學技術大學的研究團隊基於「祖沖之三號」量子處理器，在「量子隨機線路採樣」任務上取得了超越Google先前成果六個數量級的速度，再次刷新了超導體系量子計算優越性的紀錄。這顯示中美兩國在超導量子計算研究方面已達到同一水平，呈現出交替領先的態勢。
不同策略與挑戰
中美兩國在推動量子技術發展上採取了不同的策略。美國主要依賴科技巨頭如Google、IBM、微軟以及風險投資支持的新創公司，推動去中心化的創新模式。這種模式在量子位元開發和糾錯技術等方面取得了顯著進展。而中國則採取了集中協調的國家主導模式，由政府和國家實體大力指導研究和投資，私人企業的貢獻也通常與政府目標一致。這種模式使得中國在量子通訊等技術成熟、可轉化為產品的領域取得了領先地位。
儘管量子科技前景廣闊，但也面臨重大挑戰。量子運算仍處於實驗階段，硬體錯誤率高、可擴展性有限，需要技術突破。基礎研究對量子進步至關重要，但政府在成本削減下可能投入不足。此外，美國在量子產業相關關鍵設備和基礎材料供應鏈上仍缺乏自主性。中國雖然在量子通訊領域領先，但在量子運算硬體和實用系統方面仍有不足，且其創新模式較為內向，對全球合作的依賴有限。
未來展望與建議
量子科技的競爭不僅是技術的較量，更是國家戰略和國際合作的博弈。隨著量子技術的成熟，其在金融、醫療、材料科學等領域的應用將更加廣泛。國家在量子技術上的投資不僅是為了提升自身科技實力，更是為了在全球科技競爭中佔據有利地位。透過加強研究與應用，減少對外來技術的依賴，實現自給自足，並積極吸引全球頂尖人才，促進產學界合作，將有助於加速科技進步。
微軟等企業的呼籲，提醒華府必須立即採取行動，加大研發資金投入，特別是重新授權《國家量子倡議法案》，並加強國際合作，以應對中國內向型戰略帶來的挑戰，維護美國在量子領域的領導地位。同時，解決人才培養、供應鏈安全和行政負擔等問題，也是美國政府需要重點關注的方面。 量子競賽已經開始，各國的投入和策略將決定未來在全球科技格局中的位置。
