新紀元周刊|和您攜手,共同走進新的紀元

中共搶推國產「量子電腦」 欲爭奪世界霸權

2019年10月23日,谷歌總裁皮查伊宣布成功研發出Pichai與量子電腦。(HO / Google / AFP)
2019年10月23日,谷歌總裁皮查伊宣布成功研發出Pichai與量子電腦。(HO / Google / AFP)

2021年2月8日,中共推出了所謂首個國產量子電腦操作系統「本源司南」,此前三個月,中共宣布成功研製量子電腦「九章」,成為全世界第二個實現「量子優越性」的國家。

量子電腦能令以往的加密系統失靈,中共在這領域的發展令人擔憂。

文:何眾力

中共政治局委員學習量子技術

量子電腦是全球科技的前沿和熱點,目前全球範圍內可供使用的量子電腦只有大約50臺。

首先實現「量子霸權」(Quantum Supremacy)也叫「量子優越性」的是美國。2019年10月23日,谷歌宣布成功的研發出量子電腦,用53個量子位在200秒中實現了目前最快的超級計算機Summit需要花1萬年才能完成的運算量。處理速度是最快的超級計算機的15.7億倍。

當時,時任總統特朗普的女兒伊萬卡(Ivanka Trump)發Twitter表示,美國實現了「量子霸權」,引發了全球關注。

中共也不甘示弱。一年後的2020年12月4日,中國科學院推出量子計算原型機「九章」,聲稱在處理「高斯玻璃取樣」這一單項任務中的速度,比谷歌推出的53個量子位的量子電腦快100億倍。

美國加州大學教授馬天尼斯(John Martinis)對中共的宣稱這一說法表示了質疑,臺灣的「微系統暨奈米科技協會」也指出,「九章」所使用到的「玻色子取樣機」(Boson sampling)並不同於量子位電腦,雖能提供通往高速量子計算的捷徑,但該取樣機僅執行一種固定任務。也就是說,中國所用的玻色子取樣,只是一種替代方案,並不是通用的量子計算。

令外界驚奇的是,據新浪網報導,2020年10月16日,中共中央政治局就量子科技和應用進行了第24次集體學習,會上習近平強調:「量子科技發展具有重大科學意義和戰略價值,是一項對傳統技術體系產生衝擊、進行重構的重大顛覆性技術創新。」

中共想以量子科技為突破口,培育量子通信戰略新興產業,在國際上搶占「制高點」,為的是發展新的霸權優勢。

計算機好比單一樂器 量子電腦如交響樂團

量子不是分子、原子那樣的實體微粒,而是代表「相當數量的某物質」,在物理學中常指一個不可分割的基本個體,如「光的量子」是光的單位,從而產生出了量子力學、量子光學等研究領域。

量子電腦(Quantum computer)是一種使用量子邏輯進行通用計算的設備。1969年最早提出量子電腦是「基於量子力學的計算設備」,人們最初的出發點是想突破通用計算機的計算極限,1982年理查德.費曼提出利用量子體系實現通用計算的想法。

傳統電腦的半導體靠控制積體電路來記錄及運算信息,量子電腦則希望控制原子或小分子的狀態,記錄和運算信息。普通計算機是基於二進制0和1位(bit)來儲存信息。但量子電腦最基本的運算單元是量子位(Qubit)。量子電腦雖然也是使用0跟1,但量子電腦的的0與1可以同時計算。

如果把半導體比喻成單一樂器,量子電腦就像交響樂團,一次運算可以處理多種不同狀況,因此,一個40位的量子電腦,就能在很短時間內解開1024位電腦花上數十年解決的問題。

如果把半導體比喻成單一樂器,量子電腦就像交響樂團,一次運算可以處理多種不同狀況。圖為谷歌所研發的Sycamore(梧桐樹)量子電腦芯片。(HO / Google / AFP)
如果把半導體比喻成單一樂器,量子電腦就像交響樂團,一次運算可以處理多種不同狀況。圖為谷歌所研發的Sycamore(梧桐樹)量子電腦芯片。(HO / Google / AFP)

儘管媒體都高調渲染量子電腦的速度比普通電腦快了數億倍,但專家指出,其實這要看用來解決什麼問題。如果這個問題已經有提出速算的量子演算法,只是困於傳統電腦無法執行,那量子電腦確實能達到前所未有的高速,若是沒有發明演算法的問題,則量子電腦表現與傳統無異甚至更差。

量子還具有糾纏特性(Quantum Entanglement),也就是說兩個糾纏在一起的粒子,它們之間好像存在著一種神祕的「心靈感應」,即使一個在地球上,另一個跑去火星上,只要測量其中一個量子的狀態,就可以馬上知道另一個的狀態。這種特性非常適合與使用在通信領域。當今,美國、歐洲、中國、俄羅斯都在致力於量子通訊網的研發。

不過,目前人類發明的量子電腦還都處於實驗開發狀態,還不能實際應用,比如它們能算得很快,但是能不能算對,還是另一回事。由於有量子糾纏特性的存在,細微的干擾都會破壞運算,令結果出錯。

這就要求把量子電腦置於與外界完全隔絕的情況下,當前都是在接近絕對零度的低溫環境中操作。

希伯來大學的數學家吉爾.卡萊(Gil Kalai)曾表示,由於受到量子力學基本原理的限制,現有的主流技術永遠無法讓量子電腦成功的進入實際應用。

悉尼大學的微軟量子實驗室負責人大衛.雷利(David Reilly)對「量子電腦」評價道:「這是一場馬拉松,我們在這場馬拉松裡剛剛跑了10分鐘。」

2012年9月20日,澳洲工程師在悉尼新南威爾士大學的國家製造工廠製造量子器件。(HO / Australian National Fabrication / AFP)
2012年9月20日,澳洲工程師在悉尼新南威爾士大學的國家製造工廠製造量子器件。(HO / Australian National Fabrication / AFP)

量子霸權能顛覆密碼學 加速人工智能

由於量子計算具有驚人的運算速度,有能力破解現有的數據加密系統,比如谷歌研發的53個量子位的電子計算機可以在幾秒鐘內破解任何53位的密碼,就連用256位加密保護的虛擬加密貨幣——比特幣,也可能在很短時間內破解密碼。這導致在谷歌宣稱實現量子霸權後,比特幣單日暴跌了15%。

量子計算具有驚人的運算速度,有能力破解現有的數據加密系統,就連用256位加密保護的虛擬加密貨幣——比特幣,也可能在很短時間內破解密碼。(Ozan Kose / AFP)
量子計算具有驚人的運算速度,有能力破解現有的數據加密系統,就連用256位加密保護的虛擬加密貨幣——比特幣,也可能在很短時間內破解密碼。(Ozan Kose / AFP)

《財富》雜誌曾報導稱,谷歌量子電腦的量子位數量將至少以每兩年翻一番的速度發展,在2022年將以超過400個量子位的計算破解速度擊潰所有的加密貨幣。

陸媒新浪曾引述中金公司在量子計算的一系列研究結論時說,量子計算有望顛覆密碼學和互聯網、加速人工智能的發展。人工智能涉及大量數據的處理,而量子電腦利用量子疊加原理(Quantum Superposition),可以處理的數據量比經典計算機大很多。

同時,量子計算也有助於人工智能的一個重要分之——機器學習的深入發展。機器學習(Machine Learning)是通過從歷史資料和經驗中學習並找到規則,最終達到人工智能。四五年前,打敗頂尖職業棋士李世乭的AlphaGo就是很典型的例子。AlphaGo是一款人工智能軟件,通過「機器學習」,AlphaGo僅僅用了兩年的時間,就從業餘棋士的水平到世界第一,打敗了所有人類的對手。如果量子計算發展成熟並得以應用,機器學習的速度會得到極大的加快。

在軍事運用方面,「量子科技」也勢必會改變戰場。在這方面,中共也早已開始了布局。比如,2016年中共發射了人類歷史上首顆量子衛星「墨子號」;2017年中共又宣布開通了世界首條量子保密的通訊網路「京滬幹線」,連結北京、濟南、合肥和上海等重要城市,並且由北京與「墨子號」衛星實現互聯。

中華民國海軍官網上曾刊登李佩蓉少校和何應賢上校的文章〈中共量子科技發展與軍事運用〉。文章指出,量子科技發展會使得軍事武器裝備進化,「未來無人化、空海一體、水下量子通訊將不再只是夢想」。

量子科技能助中共稱霸? 拜登改口了

「量子科技」能讓中共破解別人的密碼,能推動人工智能和大數據,能極大提高中共的監控能力以及軍事能力,能幫助中共稱霸世界。明白這些用途之後,就不難理解為何習近平那麼重視量子科技,要以此為突破口,戰勝其他國家,稱霸地球。

《魔鬼在統治著我們的世界》一書中提到:「中共不滿足於做一個地區大國,而是要爭霸世界,這一點是由中共的本性決定的,是與生俱來的。中共的本質是反天、反地、反傳統的,要用暴力打碎『舊世界』,消滅國家、消滅民族、消滅階級,『解放全人類』,這注定它一定會不斷擴張,要以共產主義形態一統天下。」

美國總統拜登在競選時,曾否認中共會對美國帶來威脅,他多次表示,「中國會吃掉我們的午餐嗎?得了吧。(不可能)」「吃掉某人午餐」意為搶走對方的生意或打敗競爭對手。

可是在2021年2月11日拜登在召開有關基礎設施投資問題的會議之前談到中國時表示,「如果我們不行動起來,他們會吃掉我們的午餐。」

量子科技能讓中共破解密碼,極大提高監控能力以及軍事能力。2021年2月11日拜登談到中國時表示,「如果我們不行動起來,他們會吃掉我們的午餐。」(HO / Google / AFP)
量子科技能讓中共破解密碼,極大提高監控能力以及軍事能力。2021年2月11日拜登談到中國時表示,「如果我們不行動起來,他們會吃掉我們的午餐。」(HO / Google / AFP)

隨著中海油被勒令退市,很多大陸媒體表示,拜登基本繼承了特朗普對華的強硬態度。

有評論指出,儘管中共想利用量子電腦和其他高科技,來實現其稱霸全球的野心,但「謀事在人,成事在天」,最後的結果恐怕不像中共想像的那樣。◇

 

您也許會喜歡