Varför USA behöver en "quantum Oppenheimer" för att slå Kina i kvantloppet

Kvantmekaniken har potentialen att förändra världen bortom vår vildaste fantasi. Även om det finns många utmaningar som först måste övervinnas, kvantteknik lovar att revolutionera många områden i livet från datorer och ekonomi till kryptografi och läkemedelsupptäckt. Sådana oändliga möjligheter har fått många länder att skapa sina egna nationella kvantprogram för att främja framsteg, som stöds av miljarder dollar, pund, euro eller yuan.

Nationen som leder loppet hittills för att utnyttja kraften i kvanttekniken är Kina. Landet har byggt ett 2000 km kvantsäkrat fiberoptiskt nätverk och demonstrerade 2017 kvantsäkrad satellitkommunikation. Under 2019 och 2020 Kinas demonstration av "kvantfördel” – en kritisk tröskel på vägen till kraftfulla kvantdatorer – avslöjade ytterligare en sofistikering och acceleration av dess kvantinformationsprogram.

I både politiska och vetenskapliga kretsar är vissa snabba med att avfärda Kinas senaste framsteg, betraktar kinesiska publikationer med skepsis och hävdar att landet är en "papperstiger". Ändå avslöjar en närmare granskning av publicerad kinesisk kvantforskning en detaljnivå, resultat och samarbete med västerländska forskare som tyder på att tigern har tänder. Kineserna prioriterar och dominerar verkligen kvantrymden, med all avsikt att vinna detta teknologilopp.

Kinas snabba framsteg är ännu mer oroande för USA när man betänker att USA var långt före Kina i kvantteknologi vid sekelskiftet. Denna omsvängning har tillskrivits minskade amerikanska federala anslag för kvantforskning mellan 2005 och 2015.

Denna förklaring förenklar dock USA:s misslyckanden och ger inte heller Kina kredit för sina egna framsteg. Oundvikligen beklagas situationen i USA, med farhågor som sträcker sig från att Kina utvecklar en kvantdator som kan knäcka våra säkraste koder, till avancerade kinesiska militära och industriella kapaciteter som avsevärt överträffar vår egen.

Med tanke på Kinas stadiga engagemang och framsteg måste samtalet i USA nu övergå till att ställa allvarliga frågor om vår nivå av engagemang och om behovet av att skapa en tidslinje för att påskynda det amerikanska kvantprogrammet. Sådana diskussioner måste fokusera på försvar på kort sikt, industrideltagande och politiska åtgärder som direkt tar upp frågan: hur kan USA fånga – och gå om – Kina i kvantkapplöpningen?

En "kvanttsar"

Under 2019 godkände USA 1.3 miljarder dollar i federal finansiering under fem år för kvantforskning och utveckling. Majoriteten av pengarna går till de nationella laboratorierna och de akademiska universiteten för forskning, utveckling av nya kvantkursplaner, byggande av kvanttestbäddar och utökning av kvantarbetskraften. Dessa nationella laboratorier och universitet förväntas i sin tur engagera industripartners för att främja en amerikansk kvantindustri med tillgång till privata investeringar som leder till kommersialisering.

Tyvärr är denna strategi baserad på tre felaktiga antaganden – alla relaterade till timing. Först har vi en "låt 100 blommor blomma"-strategi som förutsätter att USA har gott om tid att utforska, mogna och sedan trimma fruktlösa vägar från en mångfald överflöd av kvantlösningar.

För det andra förutsätter det att landets nationella laboratorier och oberoende akademiska organisationer kommer att utveckla kvantteknologin i en takt som matchar, eller till och med överträffar, kinesiska konkurrenter. Och för det tredje, det förutsätter miljarder dollar i privata investeringar för att omvandla forskning till mogna, marknadsdrivna lösningar.

Det kinesiska kvantprogrammet leds däremot av kvantfysiker Jian-Wei Pan och hanteras av en tätt samordnad grupp av akademiker, myndigheter och industripartners. Programmet har goda resurser, med en årlig budget som uppskattas till miljarder dollar, och har fullt stöd från det kinesiska kommunistpartiet. USA:s kvantkapplöpning med Kina kunde på något sätt jämföras med kapplöpningen om att utveckla kärnteknik på 1940-talet.

Det finns få insatser från tidigare fredstid som matchar den vetenskapliga omfattningen och brådskan i samband med att inleda kvanttiden

För att fånga tyskarna skapade USA Manhattan-projektet där regerings-, akademiska och industripartners till stor del arbetade under ledning av Robert Oppenheimer. Han ledde framgångsrikt de grundläggande kärntekniska FoU- och tekniska framsteg som krävdes för att överträffa tyskarna.

Oppenheimer förstod hur brådskande situationen var, tillsammans med teknikens invecklade egenskaper och utmaningarna med att effektivt samordna specialiserad ingenjörs- och vetenskaplig arbetsstyrka. Han var dirigent för en stor vetenskaplig orkester, med landets bästa vetenskapsmän och ingenjörer som spelarna.

Var är vår Oppenheimer för dagens tävling om att utveckla kvantteknologi? När börjar kvantprojektet? Amerikanska institutioner och forskare är bland de bästa i världen men utan ett samordnat program under ett sammanhållet ledarskap kommer vi att förbli i Kinas skugga.

Om USA ska lyckas med att överträffa Kina måste det implementera en strömlinjeformad, konvergent strategi koordinerad kring en tekniskt kunnig och programmatiskt skicklig "kvanttsar". Denna person måste ha rätt att styra och distribuera betydande, varaktig FoU-finansiering till offentliga och privata organisationer över hela landet.

De måste övervaka valet av olika tekniska tillvägagångssätt och lösningar på ett noggrant, men snabbt, sätt. Tsaren måste formulera och genomföra en strategi som prioriterar snabb utbyggnad av kortsiktiga kvantlösningar och fullt ut utnyttjar landets unika, tekniskt avancerade industripartners.

Kvantrivaliteten mellan USA och Kina skapar skadliga hinder för framsteg

Detta är ingen liten bedrift och det finns få ansträngningar från tidigare fredstid som matchar den vetenskapliga omfattningen och brådskan som är förknippad med att inleda kvanteran. Men om USA ska utmana den snabbt accelererande kinesiska kvantinsatsen på ett seriöst sätt, måste de implementera en ny strategi som erkänner landets stängande fönster av möjligheter och behovet av en mer tekniskt och organisatoriskt fokuserad strategi.

USA måste snarast utveckla sitt nationella samtal från en teknocentrerad diskussion till en som fokuserar på timing och organisatoriska utmaningar för att påskynda framstegen för nationens kvantprogram.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tillgång här.
• Köp och sälj aktier i PRE-IPO-företag med PREIPO®. Tillgång här.
• Källa: https://physicsworld.com/a/why-the-us-needs-a-quantum-oppenheimer-to-beat-china-in-the-quantum-race/