巴西如何布局量子技术投资?
全球各国正积极寻找在量子计算新时代中的立足之地。中美两国正斥资数百亿美元建设本国量子计算机,仅单台设备投入便达数千万美元级别。
巴西迄今已宣布约6900万雷亚尔(约1400万美元)的量子技术专项公共投资,其中包括6000万雷亚尔(约1200万美元)用于设立EMBRAPII量子技术能力中心,以及900万雷亚尔(约180万美元)用于国家量子通信项目。此外,巴西还计划在未来6年内投入或吸引高达10亿美元资金用于量子计算领域。
然而,巴西计算科学研究员、就职于彼得罗波利斯国家科学计算实验室的阿梅里科·孔哈认为,欠发达国家应将战略性投资集中于硬件层以上的量子相关服务,在需要时通过云服务使用前沿量子处理器。
欠发达国家的量子策略
孔哈指出,当前国际社会围绕技术主权存在激烈的地缘政治博弈,各国都希望掌握关键技术能力,避免过度依赖外国供应商。但他强调,主权并不意味着要在技术栈的每个层面与他人竞争。
在量子计算领域,只有美国、中国,以及加拿大、德国、法国、日本、英国等少数国家,才具备追求前沿量子处理器所需的资金实力、工业生态系统和长期公共投入。
他建议,巴西、墨西哥、阿根廷、哥伦比亚、南非及众多东南亚国家,应将战略投资集中于量子软件、算法、传感、通信及特定领域应用,而非试图在通用量子处理器赛道上与大国正面竞争。这些领域主要依赖高技能人才,而非数十亿美元级别的芯片制造设施。"开发量子计算机软件,你只需要创造力:一名优秀的程序员、一个聪明的大脑,以及高水平的教育背景。"
巴西的优势与机遇
谈及巴西的具体优势,孔哈认为该国有望在量子软件领域实现国际竞争力,甚至超越部分竞争对手;同时在量子传感和量子通信领域也存在发展机遇。
他进一步说明,量子通信虽需专用硬件,但其复杂程度和成本远低于构建通用量子计算机。原子钟、量子磁力计等技术已相对成熟,具备广泛的实际应用价值。
此外,利用高性能计算机进行量子模拟也是一个可行方向,成本较低,适合发展中国家的广大研究人员。
从超材料研究看混合计算的未来
孔哈本人正在利用量子模拟器加速超材料设计中的仿真计算。超材料是一种具有特殊工程属性的先进材料,而他的研究思路是将量子计算与高性能计算相结合,以更高效地解决涉及不确定性的复杂问题。"我认为这种混合方式将成为量子计算最早落地的实用场景之一,也恰恰契合巴西在科学计算和应用数学方面的传统优势。"
从原子钟入手,挖掘低垂的果实
孔哈建议,量子技术投资最应优先考量的领域是量子计量。他近期走访了负责巴西官方标准时间的国家计量研究院,该机构目前同时使用进口原子钟和由圣保罗大学合作研发的国产实验性铯喷泉钟。"国产系统证明我们具备科研能力,但国家计量基础设施的很大一部分仍依赖进口设备。"
孔哈认为,原子钟、量子传感器和量子计量是支撑科学研究、工业测量和国家标准的基础性技术,应作为优先投资方向。
他最后强调:"人们过于聚焦量子计算机本身,却忽视了其他量子技术同样大有可为。"
Q&A
Q1:欠发达国家在量子技术领域应如何制定投资策略?
A:孔哈建议,欠发达国家不应在通用量子处理器赛道上与大国正面竞争,而应将战略投资集中于量子软件、算法、传感、通信和特定领域应用等硬件层以上的方向。这些领域主要依赖人才而非巨额制造设施投入,更适合资源有限的国家发力,同时可按需通过云服务访问前沿量子处理器。
Q2:巴西在量子技术领域有哪些具体优势和发展方向?
A:巴西在量子软件领域具备国际竞争潜力,同时在量子传感和量子通信方面存在机遇。此外,巴西拥有科学计算和应用数学的传统优势,可通过高性能计算机进行量子模拟,以较低成本开展前沿研究。孔哈还指出,国产铯喷泉钟的研发经验证明巴西具备量子计量的科研能力。
Q3:量子计量技术为什么值得优先投资?
A:原子钟、量子传感器等量子计量技术是支撑科学研究、工业测量和国家标准的基础性使能技术,且技术相对成熟、成本远低于通用量子计算机。巴西目前在国家计量基础设施方面仍大量依赖进口设备,优先投资量子计量既能补足短板,又能发挥已有的本土科研积累。
