在現(xiàn)代科學(xué)的歷史長河中，印度的存在感很弱，但在量子力學(xué)歷史上，也有玻色這樣的杰出人物，著名的玻色子以他的名字命名。如今，隨著人類社會進(jìn)入了第二次量子革命，印度也成為不可忽視的一股力量。

就在上個月，印度理工學(xué)院（IIT）校友會與莫斯科羅蒙諾索夫國立大學(xué)和俄羅斯軟件公司簽署了一項協(xié)議，將在印度建造世界上最大、速度最快的混合量子計算機。

印度已經(jīng)毫不掩飾在量子信息技術(shù)領(lǐng)域的野心。

借助外力，與美國歐洲多方合作

美國IT業(yè)高層多是印度裔，包括IBM和谷歌的CEO。而今，印度裔科學(xué)家Saikat Guha被任命為亞利桑那大學(xué)量子網(wǎng)絡(luò)中心（CQN）的主任，CQN從美國國家科學(xué)基金會獲得了2600萬美元的資助，負(fù)責(zé)開發(fā)未來的量子互聯(lián)網(wǎng)。

Saikat Guha來自印度的巴特那，2002年考入IIT，然后前往美國。他在MIT獲得了碩士和博士學(xué)位。

十幾年后，微軟來到Saikat的家鄉(xiāng)巴特那組織了一次量子計算培訓(xùn)，旨在幫助印度學(xué)術(shù)界建立量子計算能力。該項目通過印度重要研究所的電子和信息通信技術(shù)學(xué)院，培訓(xùn)來自印度各地大學(xué)和研究所的900名教師，其中包括巴特那國立理工學(xué)院、印度理工學(xué)院。

在量子計算領(lǐng)域，印度屬于后發(fā)者，正借助外力來發(fā)展本國的量子計算。在2020年6月的印度量子技術(shù)秘密會議（IQTC2020）上，印度聯(lián)合商會（ASSOCHAM）組織了關(guān)于尋求印度“量子霸權(quán)”的網(wǎng)絡(luò)研討會。

與會者討論了印度量子技術(shù)發(fā)展的未來戰(zhàn)略和路線圖，美國是主要參與者之一，會上有來自印度和國外的公共部門、私營部門、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的知名人士，包括IBM、微軟、霍尼韋爾量子解決方案公司、新加坡國立大學(xué)量子技術(shù)中心。

印度量子計算的發(fā)展仰賴美國的同時，也在開展多方合作。8月26日，IIT校友會宣布將與俄羅斯合作建造世界上最大、最快的混合量子計算機。

根據(jù)簽署的協(xié)議，莫斯科羅蒙諾索夫國立大學(xué)和軟件開發(fā)外包公司Russoft將把低溫學(xué)、密碼學(xué)和模塊化云管理技術(shù)的關(guān)鍵模塊轉(zhuǎn)讓給IIT校友會。IIT旨在從全球主要參與者那里匯集關(guān)鍵技術(shù)，下一步將在印度建造世界上最大、速度最快的混合量子計算機。

這些技術(shù)將用于支持解決醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、運輸和物流、污染和天氣預(yù)報等領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施挑戰(zhàn)的解決方案。

IIT校友會主席Ravi Sharma說：“量子計算機將比印度最大的超級計算機快幾百萬倍，還將使基因組測試的成本從每樣本超過10萬英鎊降低到1000英鎊以下?！?/p>

不止美國和俄羅斯，印度對中國學(xué)術(shù)界也持開放態(tài)度。2020年拉曼研究所（RRI）組織的一次關(guān)于量子前沿和基本原理（QFF）的國際會議，邀請潘建偉院士舉辦講座。該會議通過共享量子計算的最新研究進(jìn)展，彌合學(xué)術(shù)界和工業(yè)界之間的差距。

印度量子技術(shù)的現(xiàn)狀，相對落后

與其他國家相比，印度對量子計算領(lǐng)域相當(dāng)陌生，拉曼研究所（印度最早從事該領(lǐng)域研究的機構(gòu)之一）的物理學(xué)家Urbasi Sinha說，很長一段時間以來，印度并沒有真正認(rèn)識到量子相關(guān)研究的潛力。

IBM的印度裔CEO Arvind Krishna在2019年的一次采訪中表示，他沒有看到任何印度初創(chuàng)企業(yè)在量子計算領(lǐng)域積極工作。

印度政府表現(xiàn)對量子計算的重視，是在2017年。當(dāng)時印度科技部發(fā)起了一項新的定向研究項目“量子信息科學(xué)與技術(shù)”（QuST）?？萍疾空J(rèn)為，QuST有望徹底改變未來的計算和通信系統(tǒng)，這將最終對國家和整個社會產(chǎn)生巨大的影響。

QuST的總體目標(biāo)：

量子計算機的開發(fā)和演示；

量子通信和密碼學(xué)的發(fā)展和演示；

量子增強和激發(fā)技術(shù)的發(fā)展；

發(fā)展先進(jìn)的數(shù)學(xué)量子技術(shù)、算法和量子信息系統(tǒng)理論。

項目通過招投標(biāo)方式開展，面向?qū)W術(shù)、研究機構(gòu)和注冊科學(xué)協(xié)會的院士、科學(xué)家、技術(shù)人員和其他研究人員。據(jù)科技部透露，截至2018年，印度全國共有近百個量子研究小組，博士研究生100余人。

印度集全國之力，希望用3到5年時間制造基于門的4 qubit量子計算機，實現(xiàn)4個比特的量子糾纏態(tài)以及量子算法。在量子通信領(lǐng)域，演示量子隱形傳態(tài)，遠(yuǎn)程態(tài)制備，量子密集編碼；兩地之間量子密鑰生成的演示及其安全性分析。

項目期限為3年，可延長至5年，具體取決于QuST計劃的總體進(jìn)度。但是預(yù)算只有3年2790萬美元，印度急需追加預(yù)算。

2019年，印度科技部在南部城市海得拉巴的一個研究所設(shè)立了一個名為“量子使能科學(xué)與技術(shù)（QuEST）”的研究項目，獲得3年8億盧比（約1100萬美元）的資助。

同時，印度科學(xué)研究所（IISc）發(fā)布一份量子技術(shù)倡議，希望用至少3年時間制造8個量子比特的超導(dǎo)transmon處理器，建立校園范圍的量子通信網(wǎng)絡(luò)，量子優(yōu)勢證明和量子模擬的新算法，后量子密碼和量子安全通信協(xié)議，等等。具體投入未披露。

與其他國家相比，印度在量子技術(shù)領(lǐng)域的投資十分有限，這是他們落后的原因之一。印度才剛剛開始研究，但像IBM和谷歌這樣的私營公司已經(jīng)在為量子霸權(quán)而戰(zhàn)，亞馬遜和微軟也已經(jīng)在為量子計算提供云服務(wù)。

2020年之前，印度在研究量子計算或量子技術(shù)方面沒有一致的倡議。比如，印度空間研究組織（ISRO）正在研究用于量子通信的衛(wèi)星。他們有不同的獨立小組在全國各地工作，但在諸如量子隱形傳態(tài)的實現(xiàn)方面卻很少。雖然也有一些量子密鑰分發(fā)實驗，但離實現(xiàn)量子簇狀態(tài)、分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和地－空量子密鑰分發(fā)還有一段距離。

2016年中國發(fā)射了第一顆量子通信衛(wèi)星，今年美國能源部也發(fā)布了量子互聯(lián)網(wǎng)的藍(lán)圖，而印度在這一領(lǐng)域沒有任何突破性的研究。

進(jìn)入2020年，印度政府意識到發(fā)展量子技術(shù)的緊迫性，并試圖改變相對落后的現(xiàn)狀。

800億盧比量子計劃，緊追美國

2020年3月，印度財政部長Nirmala Sitharaman在政府2020年預(yù)算中宣布了一項國家量子技術(shù)與應(yīng)用任務(wù)（NM－QTA），任務(wù)為期五年，總預(yù)算支出為800億盧比（約11億美元），由科技部（DST）實施。

相比印度政府在過去五年里量子計算研究的預(yù)算2790萬美元，投入增加了40倍。

印度在該領(lǐng)域的大量投資使其與中美歐并駕齊驅(qū)。2016年歐盟委員會宣布為量子計算項目提供10億歐元（11．8億美元）的資金。2018年美國總統(tǒng)特朗普簽署法案，承諾在5年內(nèi)投資12億美元用于國家量子計劃。與此同時，中國多年來已經(jīng)承諾投入20多億美元用于量子研究。

印度科技部長Harsh Vardhan說：“NM－QTA將會促進(jìn)量子技術(shù)和相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)，例如量子計算、量子密碼學(xué)、量子通信、量子計量與傳感、量子增強成像等，我相信，DST將把這一尖端技術(shù)的成果帶給老百姓，讓國家感到驕傲?！?/p>

科技部秘書長Ashutosh Sharma指出，這項新任務(wù)將協(xié)調(diào)科學(xué)家、量子計算領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)袖以及政府部門的工作。這次任務(wù)將研究量子技術(shù)在計算中的應(yīng)用，還包括通信、密碼學(xué)和材料開發(fā)。

NM－QTA將致力于推動量子技術(shù)應(yīng)用，包括航空航天工程、數(shù)值天氣預(yù)報、模擬、通信和金融交易安全、網(wǎng)絡(luò)安全、先進(jìn)制造業(yè)、衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、教育等重要領(lǐng)域，引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)增長。

印度科技部表示，通過促進(jìn)量子科學(xué)和技術(shù)的先進(jìn)研究，印度在科學(xué)、技術(shù)和工程學(xué)科方面的技術(shù)開發(fā)和高等教育可以與其他先進(jìn)國家并駕齊驅(qū)。

在今年8月的采訪中，Ashutosh Sharma談?wù)摿薔M－QTA的最新進(jìn)展。

目前，項目的詳細(xì)報告正在起草，印度量子技術(shù)研究所負(fù)責(zé)設(shè)定任務(wù)和目標(biāo)，還將設(shè)立一個最高委員會，由一位該領(lǐng)域的科學(xué)家擔(dān)任主席。最高委員會代表中，利益攸關(guān)方（量子技術(shù)潛在應(yīng)用領(lǐng)域）、研發(fā)部門、教育部門各占三分之一。

印度國家量子計劃建立了一種Hub－Spoke－Spike的模式。

Hub＆Spoke是一種常見模式，Hub表示輪轂，Spoke表示輪輻，是簡化網(wǎng)絡(luò)路由的一套中心化的體系，廣泛應(yīng)用于航空、貨運、快遞以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。

在此基礎(chǔ)上，Hub－Spoke－Spike模式在Spoke下生成多個Spike。Hub代表最高委員會的下設(shè)機構(gòu)，Spoke代表研究機構(gòu)，如印度理工學(xué)院，Spike代表一個或兩個小組正在研究一種特定的技術(shù)。

據(jù)Sharma透露，印度國家量子計劃將在幾個月內(nèi)準(zhǔn)備就緒。印度的量子技術(shù)研究才剛剛開始，但Sharma認(rèn)為印度并沒有不可逆轉(zhuǎn)地落后。

他承認(rèn)，在這些前沿技術(shù)領(lǐng)域，國家沒有投入必要的資源，半導(dǎo)體就是一個例子。印度希望通過800億盧比量子計劃來補救。電子和信息技術(shù)部（MeitY）、印度空間研究組織（ISRO）和國防研究與發(fā)展組織（DRDO）這些部門已經(jīng)開始關(guān)注這個領(lǐng)域。

知識產(chǎn)權(quán)，印度量子野心的阻礙

印度目前正面臨巨大的財政赤字，潛在的GDP負(fù)增長，以及大幅降低的稅收。鑒于這樣的財政狀況，國家資助量子計劃可能會很困難。而且，印度的資本市場很難通過私人投資填補這個窟窿。

根據(jù)印度工業(yè)發(fā)展研究所（ISID）2019年的一份工作文件，2005年至2016年，印度用于研發(fā)的外國直接投資（FDI）僅占流入印度外國直接投資總額的0．4％。

和這些相比，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)才是印度發(fā)展量子技術(shù)的最大阻礙之一。

根據(jù)RS Components分析，從1998年（12項申請）到2018年（558項申請），量子計算領(lǐng)域的專利申請穩(wěn)步增長。去年發(fā)表在《自然》雜志上的另一篇文章強調(diào)，從2012年到2017年，中國擁有全球量子技術(shù)專利總數(shù)的43％，在量子通信領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，而美國、加拿大在量子計算領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。

目前，印度在知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)方面仍然沿用1970年的《專利法》，這將“計算機程序本身或算法”排除在印度的專利權(quán)之外。對印度專利制度的多項研究表明，在印度進(jìn)行的研發(fā)成果通常會轉(zhuǎn)移到國外的跨國公司，由跨國公司進(jìn)一步發(fā)展，然后在國外獲得創(chuàng)新專利。

印度的量子野心缺乏一個強有力的政策框架作為后盾。冰凍三尺非一日之寒，在量子技術(shù)上能走多遠(yuǎn)，取決于印度的改革決心。
責(zé)編AJX