[产业脉动]量子计算,韩国如何做好准备
诺奖预示量子计算实现在即
除硬件外还需在算法等领域战略投资以抢占市场优势
今年诺贝尔物理学奖授予了发现超导量子比特基本物理现象的科学家。这一届诺贝尔奖对在超导型量子计算技术开发方面处于领先地位的IBM具有特殊意义。考虑到诺贝尔奖通常授予的是对当前和不远的未来具有实质性影响的科学发现,这意味着量子计算作为将为产业和整个社会带来变革的技术,其到来已被普遍认可为迫在眉睫。
为避免在量子计算时代落后,韩国也在持续推进战略性布局。政府正在推进“量子科学技术旗舰项目”,计划到2032年总计投资6454亿韩元。在政权更迭的情况下依然展现出对量子技术持续投资的意愿,这一点非常令人鼓舞。但遗憾的是,目前大部分投资仍集中在量子硬件开发上。
随着量子计算机在模拟传统超级计算机难以解决的科学问题方面不断迈上新台阶,我们迎来了开发能够实现“量子优势(Quantum Advantage)”的量子算法的机遇。所谓量子优势,是指量子计算机在解决特定科学和产业问题时,能够比传统计算机更快、更准确且更具成本效率的阶段。
在全球范围内,量子算法和应用开发方面已经取得了有意义的进展。例如,全球金融企业HSBC与IBM合作,开展了利用量子算法预测公司债交易的实验,相比传统经典方法,结果最高提升了34%。这是一个证明量子计算在金融行业的风险管理、价格预测、投资组合优化等方面能够取得重大成果、具有实质性价值的典型案例。
洛克希德·马丁与IBM共同开展了对开壳层分子电子结构进行建模的研究。通过采用量子–经典混合方法——基于采样的量子对角化(Sample-based Quantum Diagonalization,SQD),准确解决了这一以既有方式难以计算的问题,从而展示了量子技术在航空航天、高性能材料、传感器技术等多个领域的应用潜力。
这些案例清楚表明,虽然硬件同样重要,但最终创造产业价值的关键在于应用和算法的开发。在这一领域,目前尚无任何国家在全球竞争中取得绝对优势,因此,如果韩国从现在起进行有战略性的投资,完全有机会在世界市场上取得领先。
在量子时代真正到来之前,韩国企业需要抢先为量子计算带来的机遇做好准备。为此,最重要的任务是加大对量子算法和应用技术的研发投入。政府和产业界应当强化研发组织,并营造能够专注于长期研究的环境。
学界与产业界之间的紧密合作也至关重要。学界是引领新量子现象和算法开发的基础研究中心,而产业界则具备将其转化为实用框架、从而创造社会价值的资源与专业能力。
引领全球市场的韩国企业,应当为解决复杂产业课题,组建由领域专家和量子技术专家组成的团队,并在量子软件和算法开发方面发挥带头作用。通过整合量子计算与经典计算,在各产业的专业洞见基础上强化研究,并将成果向多个领域扩散。
此类协作将在韩国国内构建充满活力的量子生态系统方面发挥关键作用,并将有助于韩国确立量子技术强国的地位。
量子计算是一个在新药与新材料开发、金融、物流、制造优化等多个领域都可望创造大量就业并产生巨大经济溢出效应的成长型产业。
拥有丰富人才的韩国,在引领技术与经济的突破性发展方面处于有利位置。现在正是需要就优先顺序作出战略性判断的关键时刻。
Baek Hanhee IBM量子算法中心总负责人、总监
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