报道：黄杰

中美的人工智能竞赛正在进入白热化的阶段，美国的AI软件近日大出风头，但中国却是在人工智能的量子科技上后发制人，成为人工智能发展的秘密武器，打破美国在量子科技的霸权，也将成为人工智能发展的核心力量。

中美的人工智能竞赛进入白热化的阶段，美国的AI软件ChatGPT近日大出风头，而谷歌的Bard也挤进赛道。但中国却是在人工智能的量子科技上后发制人，成为人工智能发展的秘密武器，打破美国在量子科技的霸权，也将成为人工智能发展的核心力量。位于安徽合肥的“本源量子”公司将在今年投产可以突破物理学界限摩尔定律的“悟空”量子芯片；到2025年，该系列的量子电脑的处理器将可达到革命性的1024量子位元，而这个数字对于现时电脑运算速度将会是颠覆性的大变革，也将加强中国在人工智能的优势。

科学界发现：“人工智能芯片突破还需量子芯片。”目前芯片技术的发展遇到了物理极限，“摩尔定律”放缓，量子计算新的突破被认为是绝对制高点。

中国出现全球第一颗量子卫星“墨子号”的硬件优势，在量子通讯的技术上不断有实验突破，合肥的“量子谷”与多家国家级大数据企业合作，共同打造“量子计算全球开发者平台”。

量子概念股包括国盾量子、科大国创等近日一度大涨，反映资本市场的敏锐。量子计算突破经典算力极限，带领人类进入后摩尔时代，让传统芯片性能极限突围，通过量子芯片，重塑以芯片为核心的现代电子信息制造体系。

中美两则科技大新闻，捕捉了人们对于未来科技奇点的想像。第一自然是话题源源不断、在社交媒体上遍网“洗版”的人工智能“对话”软件ChatGPT，已经让逾百万网民从中窥探到很多中低技术成分的工作将会被人工智能取代的未来。第二是由电影《流浪地球2》中引伸出来的话题，是有关电影中一部据说能承担起人类全球一万部“行星发动机”的运算工作的“量子电脑人工智能”，在电影中名曰“MOSS”，深得影迷热爱，也有很多人好奇我们到底距离这样的科技有多远。

“本源量子”获中国传媒关注

在现实之中，位于安徽合肥、在该领域中已经于今年成为全球融资最多的“本源量子”公司乘着电影的热门话题火速获得中国传媒关注。它的“悟空”量子芯片突破物理学界限摩尔定律；到2025年，该系列的量子电脑处理器速度将是颠覆性，也将加强中国在人工智能的基础性优势。

亚洲周刊去年报道，本源量子靠着中国于2016年所发射的世上第一颗量子卫星“墨子号”的硬件优势，在量子通讯的技术上不断有实验突破，成位首家达成1200公里量子天地传输的公司。加上本源量子同时也是量子电脑软件的龙头开发团队，不但有量子电脑平台于网上开放，更于合肥“量子谷”中与多家国家级大数据企业合作，共同打造“量子计算全球开发者平台”。

打破美国“量子霸权”

这使到中国在量子科技的硬件（芯片和量子位元）、软件（量子工业软件）和量子通讯设备（墨子号）三方面取得全面的优势，异军突起，打破了美国一度自称已达到的“量子霸权”，让一些媒体直呼：“本源量子已经造出MOSS的雏型！”

在量子科技领域，中国的优势已经显露出来：2018年至2020年，中国发表的科学论文总数、研究人员引用次数进入前1%的“顶尖论文”数量和引用次数进入前10%的“受关注论文”篇数3大关键指标上，中国全部超过美国，跃居全球首位。

而这将会直接影响中国人工智能发展。行内有一种声音认为：“人工智能芯片突破还需量子芯片。”目前芯片技术的发展遇到了物理极限，“摩尔定律”放缓，量子计算新的突破被认为是绝对制高点。韩国电子通信研究院（ETRI）量子技术研究中心高级研究员朴圣洙（音译）表示：“ChatGPT也可以用大量的计算资源，但如果与未来的量子计算机结合，它将成为一个更高智能的人工智能。”

一旦进入后摩尔时代，中国就有机会掌握算力制高点，完成在《新一代人工智能发展规划》中所设定的，到2030年，发展出世界级的人工智能理论、技术和应用，成为全球主要的人工智能创新中心，估计届时可打开人工智能核心产业规模达1兆元人民币（约1500亿美元）的大门。那时候，可能真的如传媒所言，“流浪地球二”中的“黑科技”“不再是梦”。

量子计算提升效率

2019年10月23日，全球最重要科研单位之一的谷歌发表了一份名为《利用超导处理器达至量子霸权》的重磅论文，宣布旗下的量子电脑“无花果”仅用了200秒的时间就完成了当时世界上最快的超级电脑、IBM的“高峰”需要用1万年才能完成的复杂计算，打破了科技业界对于运算速度的一般认知，两者大概是15亿倍的差距，而一般家用电脑和“高峰”之间本来已经有数百万倍运算速度的差距。当天，前任美国总统特朗普的女儿伊万卡在推特上发表推文称：“这是官方讯息：美国已获得量子霸权！”

相比于传统计算机的二进制模式，量子计算机使用的量子比特可以用复杂混合的量子态表示和存储信息，并利用叠加和纠缠等量子现象进行直接计算，具有巨大信息携带量，可实现超强的并行计算处理能力。在高性能计算中，量子芯片可突破摩尔定律的物理极限，避免传统芯片的大量耗能散热问题，因此量子计算在新材料开发、药物合成等应用领域具有天然优势。简言之，量子计算在这些领域的应用无需再将问题转化为数字化问题，可直接利用量子世界的功能工具进行计算和研究，将大大提升研究的速度和效率。

谷歌的“无花果”仅一个家用厨房的大小、仅凭一个芯片，就轻松完败522平方米之大、拥有1万多个芯片的“高峰”，而且仅仅是一个实验品。以2014年的科技，最多能做出一个处于纠缠的量子位，而到了2016年，大概可做出30个，而2019年的“无花果”则已经到达了53个，已经是上了另外一个级量的技术。当时就有不少人预测，以这个速度运算的人工智能相信已经可以达到“科技奇点”，或至少以前很多“不可能”的运算，如准确预测天气，变为可能。但如今本源量子一下子把目标设在1024个量子位，难怪引起了市场与公众的兴奋。

如果把人工智能和背后最主要的“机械学习”演算法看成是科技奇点所需要的“软件”，那么对于量子电脑的超高速突破就可以视为其“硬件”，用这个速度制作出来的人工智能的能力恐怕已经是超越了我们现在的想像。中国能在这方面获得如此大的进步，有望可在未来一改现时美国于人工智能领先的格局，简单来说就是打破了美国人曾以为自己已经紧握在手的量子霸权。

全球人工智能战略布局

AI和量子电脑被誉为未来两大科技创新，已成全球竞逐的“天王山”。欧洲方面，欧盟发布了《2030数字化指南：欧洲数字10年》、《升级2020新工业战略》等文件，拟重塑其数字影响力，其中将推动人工智能发展列为重要工作，其后于“地平线欧洲”计划出资955亿欧元（约1000亿美元）、于“数字欧洲”计划推出75.9亿欧元进行此工作。

美国随后相应成立了国家人工智能倡议办公室、国家人工智能研究资源工作组，将人工智能列为“未来产业”和“未来技术”与之抗衡，以确保龙头地位，并于2021年把人工智能非国防预算增加约30%，即15.3亿美元，以及于《美国创新竞争法案》将人工智能和量子计算列为优先开发项目，投入逾1000亿美元。日本亦制定《科学技术创新综合战略战略2020》和《人工智能战略2021》，推出相关基建建设，在农业、交通、物流、智慧城市、自动化制造业等多个领域探索人工智能的应用。

英国于2021年发布国家级人工智能新十年战略，以投资及规划人工智能生态系统作为长期战略，于2014年至2021年间投入23亿英镑（约28亿美元），启动人工智能办公室和英国研究与创新局联合计划等。

中国把握机遇加入赛道，于“十四五”中瞄准人工智能领域，2021年4月，工信部创建北京、天津、杭州、广州、成都等创新应用先导区，自此不断发展海量人工智能工业应用场景，论文数量井喷，虽然在基础研究领域上仍落后于美国，但是依然成功发展成人工智能第二大科技强国。

值得注意的是，当各国都把人工智能视为未来兵家必争之地的时候，美国的计划是人工智能和量子霸权两条腿同时走，背后宏大布局不言而喻。多家量子人工智能的先进研究单位都在美国。谷歌正研发新的量子计算机Bristlecone，已经在尝试在其上开发算法，包括TensorFlow Quantum；IBM也发布了自己新的量子处理器IBM Q；微软也在尝试将量子计算与现有人工智能平台Azure合二为一；其他企业包括D-Wave Systems、Rigetti Computing、Cambridge Quantum Computing、Sandbox AQ、Quantinuum、Xanadu、QuLabs、Zapata、Terra Quantum和Menten AI等。

本源量子后来居上

但这些机构在量子电脑的硬件上发展大概都是在同一量级，很少出现现象级的飞跃。反观中国的本源量子领导的一众公司，凭着中国对量子科技的围堵式研究和拥有量子卫星墨子号的优势，渐渐出现了后来居上的后发制人之势。

去年，本源量子公司推出拥有完全独立知识产权的量子计算机，标志着中国成为了继加拿大与美国之后，首个具备量子计算机整机交付能力的国家。中国技术团队的此次突破，确立了中国在国际量子计算研究领域的领先地位。

本源量子成立于2017年，是中国首家将量子计算机正式推向商用领域的量子计算企业。2018年，本源量子牵头成立了国内首个量子计算产业联盟“本源量子计算产业联盟”；2020年上线国内首台国产超导量子电脑“本源悟源”；2022年发布了国内首个量子电脑和超级电脑协同计算系统解决方案。使到在量子计算科学研究领域，中国已跻身世界先进水平。

这背后离不开身兼科学家及创业者的郭国平，除了是本源量子创始人、首席科学家，他还是中科院量子信息重点实验室副主任以及中国科学技术大学微电子学院副院长。读硕博期间，郭国平发现外国的顶级高校都在从事半导体量子计算方面的研究，在该领域，中国几乎空白。于是经和导师商量，他决定走一条更难走的路，转为研究半导体量子芯片。

而这是一个很好的选择，因为在量子芯片上的突破，一方面自然对于中国挑战美国量子霸权有帮助，二来其实同时有另一个很好的“见合点”（围棋术语，指“两者必得其一”的好棋），那就是同时瞄准量子电脑为人工智能发展带来“质的飞跃”。人工智能行业的数据量大概每数个月就增长一倍，为了满足算力需求，全球芯片竞赛全面展开，而美国也正为此要“卡中国脖子”，开始了四方芯片联盟制裁中国。但是，如果中国能在量子芯片上实现自主，至少可以在人工智能发展上仍有力一战。

量子计算前景莫测

郭国平是中国“量子计算第一人”，早在2009年，郭国平团队就在国内实验复现了经典的量子霍尔效应，从而掌握了半导体纳米器件极低温、极弱信号测量技术，为量子芯片和量子计算的后续研制打下重要技术基础。此后渐渐奠定了中国量子计算机的基石。在郭国平看来，量子计算已从纯粹的科学研究，发展到科学研究与工程技术并重的阶段，但如果只依赖高校研究团队，工程技术发育不足，则无法适应量子计算技术的前沿发展趋势。但量子计算是一个前沿研究，前景莫测，企业不愿意投入，因此郭国平奋勇向前，自己走出来创立了本源量子，大步走在量子芯片的竞争赛道上。

关于中美科技竞争，有一说是中国重应用、美国重基础研究。要在中国这个资本回收率极快的市场上做基础研究，难如登天。郭国平说：“连续14年的五一假期，我都是在实验室里过。”而当年他创业时的6人小组，如今已发展成200多人的科研团队，且平均年龄不到27岁。郭国平对学生说“英雄走窄门”，就是要做10年，甚至50年以后重要的事。

现时，本源量子在其行业中的科创评估等级为A级，处于行业领先水平。该公司当前共有已登记软件著作权129件，以及46件专利申请，且发明专利占比超过50%。本源量子在量子芯片、量子测控系统、低温电子器件（如滤波器）、量子计算操作系统及编程语言等相关领域已积累了显著的技术优势。以量子计算领域为例，麦肯锡谘询公司估计，世界各国迄今已投入300亿美元公共资金用于研究量子计算，而中国则处于领先地位：它计划为研发量子计算机投资150亿美元。瑞士《新苏黎世报》网站报道引用加州理工学院理论物理学家约翰．马丁尼斯的话说：“在制造高质量量子位元方面，中国人走在世界前列。”

实现人工智能移动化

到了现在，郭国平的理想可说得到了资本市场得认可，在量子芯片生产线于今年投产的新闻发表后，2月7日，量子概念股包括国盾量子、科大国创等再度大涨，其中龙头国盾量子在此前5个交易日股价已经大涨逾40%。招商证券指出，量子计算机的量子比特数量以指数增长的形式快速上升，量子计算可高速处理大数据，实现人工智能移动化。海通证券表示，量子计算为突破经典计算算力极限的革命性技术，带领人类进入后摩尔时代，量子计算有望帮助传统芯片性能极限突围，并通过量子芯片重塑以芯片为核心的现代电子信息制造体系。

郭国平小档案:

1977年——12月出生，江西南昌人
2000年——从中国科学技术大学物理系本科毕业保送直博读研，是中国第一代半导体量子计算的博士。
2017年——与中科院院士郭光灿的团队联合创立本源量子。

新闻来源：亚洲周刊