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為什麼你不應該擔心「量子冬天」的說法 – 物理世界

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最近全球私人對量子技術的投資下降,導致人們認為該行業正在走向低迷。 詹姆斯·麥肯齊 並不擔心,並相信該行業的未來是光明的

<a href="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-6.jpg" data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-6.jpg" data-caption="兌現 量子 2.0 技術可以賺錢。 (由 iStock/monsitj 提供)”>
用圖表和一些硬幣描繪量子計算數字的圖像
兌現 量子 2.0 技術可以賺錢。 (由 iStock/monsitj 提供)

對於政治家、資助者和投資者來說,科學並不總是在他們的關注範圍內。但有時,某些領域確實會引起更廣泛的關注。我們在 1950 世紀 XNUMX 年代見證了核電的出現,有些人認為有一天核電「太便宜而無法計量」。後來,奈米技術和石墨烯脫穎而出。最近,人工智慧和量子技術似乎成為每個人的關注點。

量子技術不再只是涉及半導體、量子點、電子顯微鏡和雷射這些「第一代」技術。相反,重點是利用疊加、不確定性和糾纏來開發「第二代」量子技術。

這種「量子 2.0」技術可以徹底改變從計算和測量到感測、計時和成像的一切。無論是工程、運輸、導航、金融、國防或航空航天,量子技術也可能擾亂經濟。事實上,當今大多數領先國家都制定了量子戰略,儘管中國在財政實力方面處於領先地位,已經在 到 25 年,量子技術投資將達 2021 億美元.

然而,根據最近的報告,對量子技術的投資可能會出現潛在的令人擔憂的轉變 2024 年量子狀態。芬蘭公司於一月出版 IQM 量子計算機、創投家 開放海洋, 歐洲科技投資者 湖星量子內幕 (TQI)報告警告稱,全球該行業的投資自 50 年高點以來已下降 2022%。

<a data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-1.jpg" data-caption="有錢能使鬼推磨 私人企業在量子技術上的現金投資總額已較 2022 年的峰值大幅下降,但 1.2 年仍超過 2023 億美元。(改編自 2024 年量子狀態)” title=”點擊在彈出視窗中開啟圖片” href=”https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of- a -量子-冬天-物理-世界-1.jpg”>圖表顯示私人公司在量子技術上投資的現金

2024 年量子狀態 表示,全球量子技術投資在 2.2 年達到高峰 2022 億美元,隔年已降至 1.2 億美元。降幅最大的是美國,下降了 80%,亞太地區的投資下降了 17%。歐洲、中東和非洲(EMEA)的情況稍好一些,投資小幅成長3%。

投資的下降導致一些評論員認為我們正在走向 “量子冬天”,這似乎很引人注目,但也許只是反映了這樣一種觀念:投資者越來越關注新興市場,並認識到量子計算的實際應用可能還需要很多年的時間。另外值得記住的是,儘管有種種炒作,量子技術仍然是一個小眾領域,佔全球創投資金總額的不到 1%。

炒作週期

就像我一樣 去年指出,許多技術都遵循 1995 年設計的圖表 成龍芬恩美國科技顧問公司 Gartner 公司的分析師,現在被稱為 “Gartner 技術成熟度曲線”,它顯示了圍繞特定技術的期望如何隨著時間的推移而發展。我自己經歷了相當多的技術週期,我可以有把握地說這張圖表非常準確。

<a data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-2.jpg" data-caption="上、下、上 Gartner 炒作週期描述了任何新技術如何經歷五個主要階段:截至 2024 年,量子技術的投資可能略低於峰值,但隨著我們達到“生產力平台”,進一步的下降最終將逆轉。 (由IOP Publishing 提供)” title=”單擊以在彈出窗口中打開圖像” href=”https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried -about-談論量子冬天物理世界-2.jpg”>具有峰值、下降然後穩定的圖表

當每個人都注意到正在發生大事時,我們從「技術觸發」開始。利息上升,資金流入,直到我們達到「預期膨脹的峰值」。然後,當人們意識到事情比想像的更困難、更棘手時,我們就陷入了「幻滅的低谷」。後來,活動透過“啟蒙斜坡”再次回升,直到我們達到“生產力平台”,企業最終意識到什麼是有效的並知道客戶想要什麼。

如果量子技術的炒作週期是真實的——而且我沒有理由認為不是——那麼當前的投資下降可能是週期頂部附近和全球經濟放緩的結合。這不一定是壞事。我相信,隨著市場機會和應用時機變得更加清晰,更明智的投資者會選擇更強大的技術和公司。

無論如何,仍然涉及巨額資金,歐洲、中東和非洲地區的投資持續成長。並作為 量子內幕 報告指出,全球量子研究中心正在取得許多重大進展。英國就是一個例子 國家量子計算中心,其目的是讓英國企業儘早使用量子運算,作為該國國家戰略的一部分。

最受關注的量子2.0技術當然是量子計算。它佔據了所有頭條新聞和興奮點,考慮到對此類機器的潛在需求巨大,這並不奇怪。根據 去年發表的報告 根據 Markets and Markets 的預測,到 4.4 年,量子運算領域的價值可能達到驚人的 2028 億美元。

<a data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-3.jpg" data-caption="走向成長 根據本 2024 年量子狀態 報告顯示,目前全球共有33個國家在量子技術方面有政府措施(綠色),其中20多個國家有大規模資助的國家戰略(紅色)。報告估計,已承諾投入高達 50 億美元的公共現金。 (禮貌: 量子內幕)” title=”點擊在彈出視窗中開啟圖片” href=”https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of- a -量子-冬天-物理-世界-3.jpg”>世界地圖顯示政府在量子科技上採取措施的國家

大部分的需求是由對具有高達 10,000 個量子位元 (qubit) 的大型機器的需求所驅動的。此類設備將用於解密以相對較低的加密量儲存的資料(儘管具有諷刺意味的是,此類資料可能很舊且沒有那麼有價值)。儘管如此,如果強大的量子電腦成為現實,它們破解歷史加密演算法的能力將危及網路的安全並損害全球安全。

然而,可能還有很多其他的, 更直接的應用 具有更少量子位元的量子計算機。許多公司都在這一領域取得了進展,其中最突出的是 ORCA計算,在 2020 年贏得了 創業獎 來自物理研究所(IOP)。 理查德·默里,ORCA 的執行長是一位訓練有素的物理學家, 最近告訴 福布斯 該公司已售出五個系統,其中四個已安裝在世界各地的三個不同地點。

ORCA 的機器(糾錯光子量子計算機)是同類中第一台可以在室溫下工作的機器。最新的銷售涉及向英國公共資助的 NQCC 提供系統,該機構位於牛津郡的哈韋爾創新園區。 ORCA 的系統將為機器學習提供一個測試平台設施,結合量子和神經網路技術。

但正如莫瑞所指出的那樣 另一個 福布斯 文章,挑戰在於弄清楚量子計算機最適合做什麼。這並不容易,許多潛在客戶直到看到可以解決他們問題的工作系統後才了解其好處。但顯而易見的是,量子電腦將特別擅長解決經典電腦難以甚至不可能解決的某些問題。

挑戰在於弄清楚量子電腦最適合做什麼

IBM 正在這個高風險、高報酬的領域競爭 最近宣布推出 1000 量子位元計算機。該公司一直遵循量子運算路線圖,每年將量子位元數量增加約一倍。 2021 年,IBM 推出了一款 127 量子位元的設備,並於 2022 年推出了 433 量子位元的設備。其最新晶片 Condor 擁有 1121 個超導量子位元。然而,頗具說服力的是,該公司表示,現在將轉​​變方向,專注於提高機器的防錯能力,因為這顯然會影響潛在客戶在短期內使用它們的能力。

但就量子 2.0 技術的應用而言,我相信量子時鐘、量子感測器和量子成像技術有很大的前景,特別是當它們達到實驗室外的某些可用性標準時。在這方面,英國的工作 感測器和計時量子技術中心由伯明翰大學領導的公司是世界一流的,與其相關的一些公司也是如此。

<a data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-4.jpg" data-caption="腦力 量子感測公司 Cerca Magnetics 最近因其可穿戴腦磁掃描儀獲得了物理研究所量子商業與創新小組頒發的首屆獎項。 (Cerca Magnetics 提供)” title=”單擊以在彈出窗口中打開圖像” href=”https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried -about-談論量子冬天物理世界4.jpg”>戴著腦磁圖掃描儀的兒童假人

採取 陶瓷磁學,這 榮獲IOP商業創新獎 用於開發世界上第一款可穿戴設備 腦磁掃描儀. 使用光泵浦室溫磁力計,每個傳感器元件不超過一塊樂高積木,可以測量人腦功能,其靈敏度可與低溫超導設備相媲美。

該公司還榮獲 IOP 量子商業與創新小組頒發的首屆獎項 (qBIG) 已經製造了一種輕型 3D 列印頭戴式掃描器帽,並已在世界各地的磁屏蔽室中安裝系統。該設備可以測量人腦功能,該公司稱其準確度是前所未有的。最重要的是,即使患者移動,它也可以獲得數據,而不必讓患者將頭部伸進大型掃描儀時保持靜止。

另一家有趣的量子感測公司是位於布里斯託的 QLM,該公司最近在 IOP 的活動中展示了其最新的甲烷氣體量子雷射雷達相機 愛丁堡公爵出席。這款相機更小、更堅固、整合度更高,使其能夠被全球試用的客戶用於甲烷外洩檢測領域。自從獲得 2020 年 IOP 商業獎以來,該公司所取得的進步令人印象深刻。

我最喜歡的量子 2.0 技術應用之一是量子重力感,其目的是獲得可以在現場部署的設備。想像一下對地下物質的了解將如何影響我們的日常生活。道路工人不必挖掘大片柏油路來修復地下管道,而是可以進行快速、有針對性的「顯微外科」式修復。

透過量子重力感測器進行精確繪圖將真正有所幫助,而伯明翰大學的衍生項目 德爾塔.g 已於 1.5 年籌集了 2023 萬英鎊,用於建造用於地下測繪的量子重力感測器。 皮特·斯特林該公司的聯合創始人兼執行長表示,其目標是縮小該技術的規模,以便將其部署到現實生活中的應用程式中,例如尋找隱藏的基礎設施和進行維修。

「考慮到在各個行業的廣泛應用,我們對能夠使用量子重力梯度測量來實現巨大的成本節約並以改善日常生活的方式加快測繪工作的步伐感到非常興奮,」斯特林說。想像一下,如果擁有一個可縮放、可搜尋的「Google地圖」資料庫,其中包含隱藏在我們腳下的無數管道、隧道和電纜,那將是多麼有用。

因此,儘管創投資金減少以及對「量子冬天」的擔憂,量子技術產業仍然強勁且確實日趨成熟。因此,資金數額並不是我們應該關注的唯一數字。事實上,現場試驗和產品或服務收入等較傳統的指標較為合適。

雖然量子電腦可能需要很多年才能充分發揮其潛力,但在感測和計時方面還有更近期的應用,其最終目標是明確的。就我而言,產品商業化正在如火如荼地進行,這是物理學中最令人興奮的分支之一。

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