美日聯手研發量子電腦 日本實現重大突破

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【大紀元2022年08月09日訊】(大紀元專題部記者東方皓綜合報導)量子科技為美中高科技競爭的焦點之一,美國和日本將共同研究量產量子電腦使用的新一代半導體,攜手推動量子電腦領域的實際應用發展。日本研究團隊最新實現量子電腦「雙量子位門」高速化,被指是「超越迄今界限的劃時代成果」。

日本團隊實現量子電腦雙量子位門」高速化

8月9日,日本岡崎分子科學研究所的團隊在科學雜誌《自然‧光子學》上發表研究成果稱,已大幅提升了作為性能遠高於目前電腦的「量子電腦」核心的算術元素「雙量子位門」速度。

相較於電腦的信息量單位「bit」(位)為「0」或「1」,量子電腦的單位是可表示「0和1的相互重合狀態」的「量子位」。

若使用兩個量子位相連的雙量子位門,可實現急劇高速化,但難題是易受外部環境的噪聲影響。該團隊將冷凍到接近絕對零度的銣原子逐一排列,並僅用千億分之一秒照射激光的方法,達到了足以無視噪聲影響的高速化。

據共同社報導,該研究所教授大森賢治表示,此次實現了雙量子位門中的全球最高速,比Google公司此前的世界紀錄快了1倍以上,為6.5納秒(納秒是10億分之一秒)。

若使用此次的方法,未來有望縮短至1納秒。大森賢治強調,「這是超越迄今界限的劃時代成果」,「願帶動更接近成品的通用量子電腦的開發。」

美日將共同研究量產量子電腦使用的新一代半導體

7月29日,美日首次「經濟2+2」(外長級與商務部長級官員)會談在華盛頓召開,美日官員在會談上宣布,啟動建立新的研發機構,研究新一代半導體。

據路透社報導,日本經濟產業大臣萩生田光一稱,在新一代半導體研究方面,「日本將迅速展開行動」,並表示,華盛頓和東京已同意啟動建立一個「新的研發機構」,以穩固這種重要部件的安全供應源。

當天早些時候,《日經新聞》報導,日本和美國有望在雙方之間的經濟會談中就下一代半導體的聯合研究達成一致,以確保這一重要部件的安全來源。日美兩國政府將以量產量子電腦等使用的新一代半導體為目標,開始進行共同研究。

日本將於今年內新設作為兩國窗口的研發基地,並設置試驗性生產線,用於研究2納米半導體晶片,目標是最早於2025年在日本國內建立量產體制。研發基地將與日本產業技術綜合研究所、理化學研究所、東京大學等合作,將靈活利用美國半導體技術中心(NSTC)的設備和人才進行研發。

今年5月,萩生田光一和美國商務部長雷蒙多提出了半導體相關合作方針,並根據之後的日美首腦會談達成的協議敲定了具體方案。

美日攜手 IBM量子電腦東京啟動

2021年7月27日,IBM公司日本分支機構表示,IBM已推出日本第一台用於商業應用的量子電腦,這是美日政府攜手推動將量子計算技術推向實際應用,致力於在這個領域抗衡中共。

據《日經亞洲評論》報導,「IBM Quantum System One」量子電腦在東京附近的川崎企業初創中心(Kawasaki Business Incubation Center)啟動並運行。東京大學將管理對該機器的訪問,這台量子電腦器將由量子創新倡議聯盟(Quantum Innovation Initiative Consortium)使用,該聯盟成員包括慶應義塾大學(Keio University)和豐田汽車。

除了美國外,日本成為繼德國之後第二個安裝IBM量子電腦的國家。2021年6月15日,IBM在德國埃寧根總部部署了一台「IBM Quantum System One」量子電腦。

量子電腦在執行某些大規模計算時,速度比最好的傳統電腦快得多,能在密碼破譯、大數據優化、天氣預報、藥物分析等領域具有優勢。

包括中國科技大學在內的中共機構也在大力發展量子計算技術,對IBM和Google等美國科技巨頭的領先地位造成威脅。日本和美國的目標是利用IBM的系統在實踐方面獲得優勢。

日本公布量子技術國家戰略草案

日本《讀賣新聞》今年4月7日報導,日本岸田內閣有關量子技術的新國家戰略草案4月6日公布。該戰略是岸田內閣「新資本主義」招牌政策中的發展戰略核心。該戰略提出將在2022年內建成第一台「國產量子電腦」,並在日本東北大學等國內4個地方建立量子技術研究和支持基地,還提出了到2030年量子技術使用者達到1,000萬人的目標。

該新國家戰略暫定名為「量子未來社會展望」,它明確指出量子技術「將來會成為國家之間爭奪霸權的核心關鍵技術」,強調其在經濟安全保障上的重要性,並呼籲「本國要擁有先進的量子技術,需要培養和確保人才的穩定和可持續」。

具體來說,除了在東北大學建設負責培養產業人才的基地外,還將在沖繩科學技術大學院大學、產業技術綜合研究所、量子科學技術研究開發機構設置基地以從事相關研究和給予支持。此外,還要利用政府基金,謀求創造新產業和培育新興企業。

各國競相研發量子技術

今年3月22日,以色列宣布做出該國的第一台量子電腦。以色列專家表示,這對該國的網絡安全、製藥、材料、金融以及先進製造等行業具有提高發展的功效。

今年3月16日,台灣行政院與中研院、經濟部與科技部在跨部會聯合記者會上共同宣布,成立「量子國家隊」。量子國家隊由17個研究團隊組成,其中包括72位專家學者和包括鴻海、台積電等在內的24家企業。研究方向將聚焦在量子元件、量子電腦、量子算法及量子通訊等技術上。預計在2026年前投資80億台幣(約2.8億美元)擴大量子科技發展,希望未來台灣能夠有自己組裝的量子電腦。

2021年,英國政府宣布了「大力發展量子計算計劃」,目標是到2040年確保英國能夠占全球量子計算市場50%的份額。

IBM公司2021年宣布做出了127位元的Eagle量子電腦,並預計2023年會推出1,121量子位元的電腦「Condor(禿鷹)」。

2018年美國參眾兩院正式通過一項發展量子研究的《量子基本法案》。另外,歐盟也在同年4月在維也納召開了一個有關量子協定的會議,希望能在AI、網絡安全和量子技術上趕上未來。同一年,日本也將量子躍遷計劃納入國家政策,希望在該領域競爭中占一席之地。◇

責任編輯:連書華#

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