美国正顷国家之力在为量子计算打造落地生态

除了贸易战以外，针对未来计算架构的军备竞赛也在如火如荼进行，当Google或英特尔宣布已经可以让多少个量子比特同时运行，或者利用半导体技术达成量子计算，甚至马约拉纳费米子也即将现身，中国也不甘示弱随后跟上，利用光子，或者是忆存器达成不同类型的量子计算，甚至实现更艰难的全局纠缠之类的技术，彼此互别苗头。

但即便如此，量子计算仍然处于早期阶段，理论算力很强，但这些理论至今还没有办法真正化为实际生态，转化成如现在PC平台或数据中心之类的计算产业。而要如何达到这个目标，其实业界也还在摸索，但没有明确的合作方向，整合产业的力量，结果就是包含软件、相关生态上的业者都各自发展，就会有如瞎子摸象。

为了避免因为技术和生态的发展不同调，导致落后的结果，美国政府决定将量子计算作为一种具有典型技术轨迹的新兴产业，并制订计画，推动整体发展计划，希望在相关生态或产业领域占据主导地位。

事实上，美国早在去年12月就已经通过国家量子倡议法案(The National Quantum Initiative Act)，在此之前，美国商务部的国家标准与技术研究院(NIST)，以及非营利组织SRI International签署了合作研发协议。通过财团的力量，帮助美国推动量子计算行业的发展。

而量子经济发展联盟(Quantum Economic Development Consortium,QEDC)随后也成立，该组织由对建立美国量子产业感兴趣的公共和私人实体组成。目前该小组正在帮助确定市场与应用方向，并鼓励产业与学界参与研究，同时建立衡量标准，NIST和国家科学基金会(NSF)、国防部(DoD)以及能源部(DoE)则是以国家之力在背后支持。

由于获得量子计算的早期发展优势已经被视为国家安全问题，毕竟任何一种可被实际应用的量子计算架构，可以轻易破解目前世界上的所有加密算法，而国家和国家之间不论是国防通信领域，或者是金融领域，甚至是个人领域，都非常仰赖多样化的加密技术，如果任何一方提早掌握量子计算，那么对手国家将再无机密可言。目前美国两党全力支持量子计算产业的发展，并且在2020财年将资助达4.3亿美元，分散到NIST、NSF、DoD和DoE等不同组织的计划中。值得注意的是，NSF和DoE将再美国建立10个竞争性研究中心。

而QEDC会员资格目前也已经向工业界、学术界和政府机构开放，该成员名单非常之强大，总计超过60个实体，包括亚马逊、谷歌、ARM、AT＆T、波音、花旗、IBM、英特尔、是德科技、KLA、洛克希德马丁、霍尼韦尔、Microchip / Microsemi等。国际半导体组织SEMI亦在前不久的SEMICON West会议上表达支持QEDC的立场，并安排的相关新闻与技术讲座议程，甚至也展示了IBM的Q量子计算器。

目前市面上的第一批量子计算技术进展还相当有限，但随着时间过去，这些技术也逐渐在很多领域被证明是有价值的东西。未来会希望量子计算能够以其量子力学特性快速计算大型复杂问题，同时又能遵循类似半导体行业的发展路线，比如说之前IBM提出的量子摩尔定律。

而QEDC则是帮助量子计算进入主流的推动力量：政府不仅支持前端的基础研发，同时也要确立供应渠道以及相关产品或部件的可制造、测试性，然而从发现理论、设计原型，然后再到制成成品，中间往往会有非常巨大的空白，如何填上这些空白，让原型可以更快的转为成品，并产生商业或其他应用价值，这正是QEDC组织的使命。

表格中粉红色的部份是QEDC正在努力解决的问题

生态与供应渠道是QEDC的重点，量子技术本身的发展还不够，支持量子计算成为生态，并商用落地的相关软硬件设计才是关键。而QEDC之所以参加SEMICON West / ES Design West等展会，也是为了要向业界传达一个信息，那就是量子计算的时代即将到来，所有的相关行业都必须开始准备，否则就有可能落后。

而QEDC也引用了波士顿咨询集团的数据，指出，与量子计算相关的市场将将分三个阶段增长，第一个阶段将在五年内发生，并产生20到50亿美元的营收，这个阶段被称为noisy intermediate-scale quantum(NISQ)阶段，量子计算仍有很多噪声干扰问题需要解决。

而第二阶段则是在10年之内发生，相关的营业收入会成长到250亿至500亿美元，降低噪声产生的错误仍是此阶段的技术发展重点，但随之而来，当除错技术成熟，同时也发展出模块化架构时，预期市场将可以在20年内发展至4500亿至8500亿美元的规模。

另一方面，根据Inside Quantum Technology的数据，量子通信与传感相关的技术，也将会在2025年带来16亿美元的营收规模。

由于量子技术影响着从计算、通信、传感等各种未来必要的科技核心应用发展，它也代表巨大的商用潜力，但与此同时，也代表着巨大的风险，如果技术落后，那么国家的命运可能就会掌握在敌人的手上。

量子在科技领域的应用已经是现在进行式，虽然这些名词看起来很科幻，但实际上它会以比我们想象中更快的速度进入我们的生活。QEDC也认为，量子相关技术领域的发展，同样也会为现在的半导体技术带来不同的技术思维，带动未来半导体相关应用的发展。