Kina fører den kvanteberegnede revolution

For mere end et årti siden vendte den kinesiske fysiker Pan Jian-Wei hjem fra Europa for at hjælpe med at føre tilsyn med forskning i nogle af de vigtigste teknologier i det 21st århundrede.

På en konference i Shanghai i sommer tilbød Pan og hans team en sjælden kig på det arbejde, han beskrev som en ”revolution”.

De talte om de hacking-resistente kommunikationsnetværk, de bygger i hele Kina, sensorer, de designer for at se gennem smog og rundt hjørner, og prototypecomputere, der en dag kan ødelægge computerkraften på enhver eksisterende maskine.

Alt udstyr er baseret på kvanteteknologi - et voksende felt, der kan transformere informationsbehandling og give store økonomiske og nationale sikkerhedsfordele til lande, der dominerer det. Til forfærdelse for nogle forskere og embedsmænd i USA hjælper Kinas formidable investering det med at indhente vestlig forskning inden for marken og på få områder trække sig frem.

Beijing hælder milliarder i forskning og udvikling og tilbyder kinesiske forskere store fordele for at vende hjem fra vestlige laboratorier. Kinas drivkraft har udløst opfordringer til mere F & U-finansiering i USA og bidraget til at udløse bekymringer i Trump-administrationen om, at nogle typer videnskabeligt samarbejde med Kina kan hjælpe Folkets Befrielseshær og skade amerikanske interesser.

”USA skal være forberedt på en fremtid, hvor dets traditionelle teknologiske overvægt står over for nye, måske hidtil usete udfordringer,” skrev Center for en ny amerikansk sikkerhed i en nylig rapport om Kinas kvanteambitioner.

Kvanteteknologi søger at udnytte de forskellige egenskaber ved atomer, fotoner og elektroner for at opbygge mere kraftfulde værktøjer til behandling af information.

Sidste år havde Kina næsten dobbelt så mange patentansøgninger som USA for kvanteteknologi generelt, en kategori, der inkluderer kommunikations- og kryptologianordninger, ifølge markedsundersøgelsesfirmaet Patinformatics. USA fører imidlertid verden i patenter, der vedrører det mest værdsatte segment af feltet - kvantecomputere - takket være store investeringer fra IBM, Google, Microsoft og andre.

Pan, som kinesiske medier kalder ”kvantefaderen”, hjælper med at føre tilsyn med Kinas program. Fra sine laboratorier ved University of Science and Technology of China (USTC) i Shanghai og Hefei leder 49-åringen et team på 130 forskere. I 2017 udnævnte tidsskriftet Nature ham til en af ​​"ti mennesker, der var vigtige i år" og sagde, at han havde "tændt ild under landets indsats inden for kvanteteknologi."

Pan giver lejlighedsvis lab-ture til præsident Xi Jinping, der interesserer sig for sit arbejde ifølge kinesiske medier. Pan fører også tilsyn med planerne for et nyt nationalt laboratorium for kvanteundersøgelser i Anhui-provinsen, som han sagde havde trukket omkring 400 millioner dollars i statens finansiering.

På Shanghai-begivenheden illustrerede Pan sin diaspræsentation med science-nerd-vittigheder om Einstein og "Star Trek." I et nik til Schrödingers kat - et tankeeksperiment fra 1930'erne, der hjalp med at definere et kvantekoncept kaldet superposition - brugte Pan billeder af en tegneseriekat, der stod lodret og lå fladt på ryggen.

"Som vi alle ved, kan en kat i vores hverdag kun enten være i en levende eller død tilstand," sagde Pan, men "en kat i kvanteverdenen kan være i en sammenhængende superposition af levende og døde stater."

Han gjorde pointen, at kvantepartikler, også kendt som kvantebit, adskiller sig fundamentalt fra bitene i nutidens teknologi. Eksisterende computere og kommunikationsnetværk lagrer, behandler og transmitterer information ved at nedbryde den i lange bitstrømme, som typisk er elektriske eller optiske impulser, der repræsenterer et nul eller et.

Kvantebits eller qubits, som ofte er atomer, elektroner eller fotoner, kan eksistere som nuller og en på samme tid eller i en hvilken som helst position imellem en fleksibilitet, der giver dem mulighed for at behandle information på nye måder. Nogle fysikere sammenligner dem med en spindingmønt, der samtidig er i en hoved- og haletilstand.

I sin tale fortalte Pan, hvordan Kina udnytter qubits for at beskytte sin kommunikation mod hacking - et af de områder, hvor Kina ser ud til at have en føring over Vesten.

Læs hele historien her ...