人人都想拥有量子技术
量子物理学正走出实验室、进入产业化阶段。瑞士在研究方面具备优势条件，无意错过这趟列车，并已发布瑞士量子倡议。不过目前来看，瑞士无奈未能与欧洲同行。
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美国、中国和欧盟正在对利用无限小这一特性的产品进行规模数以亿计的投资。瑞士同样不甘示弱：在过去二十年间，瑞士国家科学基金会(FNS)、大学和私营部门已对三所瑞士国家研究能力中心(NCCR)投入了近3.3亿瑞郎(约合24.2亿人民币)经费，其中最新一所中心已于2020年启用。
收效如何？根据瑞士国家科学基金会发布的新闻稿，瑞士研究人员为“论证极化子凝聚体的超流体状态”做出了贡献，推动了“量子级联激光器”技术的发展，并致力于开发“可靠、高速率、集约且可扩展的硅基自旋量子比特”。
嗯，好吧……？不用担心，我并没有比您多看懂更多。我等对量子物理学着实一窍不通。即便是从事该领域的教授们也承认，在最初涉猎时无人能免遭痛苦。因为粒子和原子的世界只能通过方程来理解，而方程甚至会与数学家常识相悖。无法通过意象去领会，理智会迷失其中。也无法使用图解，哪怕3D也不足以实现。
但是，量子物理学可以是任何东西，而不是一个抽象结构。怪异的是它的属性，而不是描述它的理论。这是120年来的经验都未曾推翻的理论。
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商业中的量子物理学
如今，量子物理学已经走出实验室，并取得了初步的产业化成果。在日内瓦，尼古拉斯·吉辛(Nicolas Gisin)教授的小组在量子密码学方面取得的成果促成了一家先驱企业的诞生，这家企业已经成为该领域在全球领先的企业之一。20年来，ID Quantique公司对其被誉为无懈可击的加密系统进行了商业化，现在同样在售的还有随机数生成器(如某些三星手机上已配置有随机数生成器)和能以像素或光子的精度探测光的量子传感器。
同样是瑞士制造，位于巴塞尔的Qnami公司所制造的量子传感器，其精确度较传统传感器高出百倍，被用于材料表征或计算机芯片缺陷检测，并且对医学、生物学和化学的研究也颇具价值。
由瑞士量子研究应运而生的公司中，另外一个例子是Alpes Lasers及前述的量子级联激光器。此类红外激光器已被广泛用于研究、工业和医学领域，其在探测和分析气体和其他化学品的精确度方面无可匹敌。
瑞士希望留在赛场
量子技术炙手可热。根据美国波士顿咨询公司(BCG)的数据，该行业在2020年和2021年吸引了超过20亿美元(约合135.8亿人民币)的私人资金，即此前10年投资总额的两倍。除此之外，还有来自政府的支持，中国尤甚。当然，中国方面不会明确公布在这些领域的投入金额。至于相关产品的未来市场体量，美国波士顿咨询公司预估，在未来15到30年内将达到4500到8500亿。
因此，瑞士启动自己的量子倡议也合乎逻辑，其目的旨在“确保国家的特殊地位并推动国际网络化”。然而，瑞士联邦对该项目拨付的金额为两年1000万瑞郎(7335.6万人民币)，似乎并不高。新任瑞士量子委员会主席的尼古拉斯·吉辛也坦然承认了这点。
这位物理学家表示：“我们的目标是将这个数字乘以四，达到每年2000万。”资金用于何处？既要发展瑞士既有优势领域，也要加大教育和培训力度，不仅限于学术界(尼古拉斯·吉辛指出学术界已颇具实力)，还要覆盖到工程师和学徒。
同样，还应对初创企业进行具有针对性而未必雨露均沾的扶持，并在国家层面开发相关基础设施，例如欧洲各国在量子密码学领域进行的基础设施部署。
圣杯之争
当然，还有大名鼎鼎的量子计算机，人人都在讨论并且啧啧称道。对此，尼古拉斯·吉辛立即收起了遐想的思绪：“我更愿意谈谈量子处理器，这是一台设在实验室中、可通过互联网远程接入的机器。”在他看来，瑞士必须入局，“而不是让位于美国、欧洲或中国”。
这种惊人的计算能力有何用途？
2019年，谷歌(Google)宣称其凭借悬铃木(Sycamore)处理器已实现“量子霸权”，该处理器可在200秒内完成一项传统超级计算机需1万年才能完成的操作。这个数字旋即遭到来自IBM的质疑，指出需要两天半的时间。不过撇开此类竞品间的营销之争，事实上谷歌的机器进行的是一次定制化、充满随机生成数的计算。除了证明谷歌的技术优势外，这是一种没有任何实际用途的计算。
尼古拉斯·吉辛承认，一些量子技术被夸大了，“尤其是5到10年后实现通用计算机的承诺”。不过，这位物理学家认为，能够证明相较于传统方式，至少有一个问题是能以量子方式更有效地解决，这是“令人印象深刻的”。
稍稍畅想一番
其他应用场景也将出现。远期看，在新分子设计方面，量子处理器可能会非常有用。并非创造新分子，这仍将是化学家的专属，而是设计和模拟分子的行为和特性，再将其合成为“真实的”分子。
这方面的应用领域显然是宽广的：从药物到太阳能电池，再到所有的新材料，无论其用途如何。
那是否也会有潜在的恶意使用情况？尼古拉斯·吉辛意识到这个问题：“我不能说量子计算只会带来好处。和所有的技术一样，量子密码学可用于例如保护医院免遭计算机攻击。但你也可以想象恐怖分子利用量子密码学来保持隐蔽。”
至于那些梦想着使用量子计算机来改善金融预测模型的人，这位物理学家耸肩打趣地说：“也可以把股市看成一个随机数生成器。”
被迫孤立
还有一个亟待解决的问题：由于投票通过反对大规模移民的主权动议，而后又退出与布鲁塞尔的框架协议谈判，瑞士被排除在“地平线欧洲(Horizon Europe)”计划之外。该计划确定并资助欧盟的研究和创新，直至2027年，资助规模超过950亿欧元(约合6920亿人民币)。而这不仅仅是钱的问题，也关乎网络、交流、合作，以及具有在售量子产品的瑞士企业可以面向的销售市场。
尼古拉斯·吉辛认为形势“严峻”。“因为我们不能闭门造车。必须与人进行交流、交换意见、相互挑战。而我们的天然伙伴首先是欧洲。”
在苏黎世，他的同事克劳斯·恩斯林(Klaus Ensslin)曾在十二年间领导了“量子科学与技术”国家研究能力中心，他认为局面“令人感到痛苦，这是一个科学被政治所裹挟的例子”。正如他在2022年12月瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)发布的新闻稿上所说的：“量子研究是瑞士皇冠上的一颗宝石，但却被牺牲了。对年轻的研究人员而言，其后果将相当严重。”
- 扩展阅读：《跨越时空的骰子：量子通信、量子密码背后的原理》(法)外部链接，尼古拉斯·吉辛著，奥迪尔·雅各布出版社(Odile Jacob)，2012年，176页
译自法语：瑞士资讯中文部)
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