Το κβαντικό μέλλον της Κίνας

Η Κίνα πρέπει να είναι ένας «παγκόσμιος ηγέτης στην καινοτομία» έως το 2035, δήλωσε ο πρόεδρος Xi Jinping [1] κατά το 19ο Εθνικό Συνέδριο του Κομμουνιστικού Κόμματος τον περασμένο Οκτώβριο. Τα λεγόμενά του αντικατοπτρίζουν μια βασική στρατηγική φιλοδοξία: Μετά από δεκαετίες εμπιστοσύνης στην ξένη τεχνολογία, η Κίνα του Xi φιλοδοξεί όχι μόνο να προφθάσει την τεχνολογική εξέλιξη της Δύσης αλλά και να την ξεπεράσει [2] -μέσω μιας εθνικής στρατηγικής [3] για ανάπτυξη κινητοποιούμενη από την καινοτομία.

Η πορεία της Κίνας στην κβαντική επιστήμη -η οποία αξιοποιεί τις αρχές της κβαντικής μηχανικής για την δημιουργία αποδιοργανωτικών, ίσως μετασχηματιστικών τεχνολογιών- θα αποτελέσει μια δοκιμασία-κλειδί για τις φιλοδοξίες του Xi. Το Πεκίνο προσπαθεί να γίνει παγκόσμιος ηγέτης στην κβαντική τεχνολογία μέσω κρατικά κατευθυνόμενων επενδύσεων μεγάλης κλίμακας, οι οποίες ενδέχεται να φτάσουν τα δεκάδες δισεκατομμύρια δολάρια τα επόμενα χρόνια. Στο πλαίσιο του 13ου πενταετούς σχεδίου, το οποίο εισήχθη το 2016, η Κίνα ξεκίνησε [4] ένα «μεγα-σχέδιο» για τις κβαντικές επικοινωνίες και τον [κβαντικό] υπολογισμό, το οποίο στοχεύει να επιτύχει σημαντικές καινοτομίες στις τεχνολογίες αυτές μέχρι το 2030, συμπεριλαμβανομένης της επέκτασης της εθνικής κβαντικής επικοινωνιακής υποδομής της Κίνας, την ανάπτυξη ενός γενικού πρωτότυπου κβαντικού υπολογιστή και την κατασκευή ενός πρακτικού κβαντικού προσομοιωτή. Η Κίνα κατασκευάζει επίσης το Εθνικό Εργαστήριο για τις Κβαντικές Πληροφορικές Επιστήμες, το οποίο, έχοντας πάνω από 1 δισεκατομμύριο δολάρια αρχικής χρηματοδότησης [5], θα μπορούσε να αποτελέσει βασικό κέντρο βάρους για μελλοντική έρευνα και ανάπτυξη.

Ο Xi Jinping στην Εθνική Λαϊκή Συνέλευση, στο Πεκίνο, τον Μάρτιο του 2016. JASON LEE / REUTERS
------------------------------------------------------------------

Θα επιτύχει η Κίνα τα σχέδιά της να πρωτοπορήσει στην πρόοδο της κβαντικής τεχνολογίας; Παρόμοια κρατικά επενδυτικά προγράμματα έχουν οδηγήσει σε μικτά αποτελέσματα τα τελευταία χρόνια -η Κίνα φαίνεται να έχει καταφέρει κάποιες επιτυχίες στην ανάπτυξη υπερηχητικών όπλων, αλλά έχει δει μόνο περιορισμένη πρόοδο στους ημιαγωγούς. Παρ’ όλα αυτά, υπό τον Xi, η Κίνα είναι σαφώς πρόθυμη να βάλει μεγάλα στοιχήματα σε επαναστατικές τεχνολογίες. Και παρόλο που τα τυχερά παιχνίδια έχουν ρίσκο, η πιθανή απόδοση είναι τεράστια: Αν είναι επιτυχής, η αναζήτηση της Κίνας για ηγεσία στην κβαντική επιστήμη μπορεί να βοηθήσει στην αλλαγή της ισορροπίας δυνάμεων μεταξύ Πεκίνου και Ουάσινγκτον.

ΚΒΑΝΤΙΚΟ ΑΛΜΑ

Η έλευση της κβαντικής τεχνολογίας υπόσχεται σημαντικά βήματα προς τα εμπρός σε μια σειρά από σημαντικούς τομείς. Δείτε τους υπολογιστές: Ενώ οι κλασσικοί υπολογιστές βασίζονται σε bits -κωδικοποιημένα είτε ως μηδενικά είτε ως ένα-, οι κβαντικοί υπολογιστές που λειτουργούν με qubits, τα οποία χρησιμοποιούν το φαινόμενο που είναι γνωστό ως υπέρθεση (superposition) για να κωδικοποιήσουν τις πληροφορίες ως μηδέν και ένα ταυτόχρονα, επιτρέποντας εκθετικές αυξήσεις της υπολογιστικής ισχύος, η οποία θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε τομείς όπως η εκμάθηση μηχανών και οι πολύπλοκες προσομοιώσεις. Η κβαντική επιστήμη θα μπορούσε επίσης να φέρει επανάσταση στην κρυπτογραφία και τις επικοινωνίες: Οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να σπάσουν τις πιο κοινές μορφές κρυπτογράφησης, οι οποίες βασίζονται στην υπολογιστική δυσκολία της πρωταρχικής παραγοντοποίησης (prime factorization), ενώ η κβαντική κρυπτογραφία, η οποία εκμεταλλεύεται τις κβαντικές ιδιότητες για αποδεδειγμένη ασφάλεια, θα μπορούσε να καταστήσει τις πληροφορίες πολύ δυσκολότερο να αποκρυπτογραφηθούν. Εν τω μεταξύ, η πρόοδος στην κβαντική αίσθηση, μετρολογία και πλοήγηση μπορεί να επιτρέψει μοναδικές δυνατότητες ανίχνευσης, ακρίβειας και τοποθέτησης.

Ήδη η επένδυση του Πεκίνου στην κβαντική τεχνολογία έχει αρχίσει να παράγει αποτελέσματα. Το 2016, η Κίνα εκτόξευσε τον πρώτο κβαντικό δορυφόρο στον κόσμο, ο οποίος έκτοτε χρησιμοποιήθηκε για κβαντικά κρυπτογραφημένες βιντεοκλήσεις [6] μεταξύ της Κίνας και της Ευρώπης. Η χώρα βρίσκεται τώρα στην διαδικασία ολοκλήρωσης και επέκτασης μιας εθνικής υποδομής για κβαντικές επικοινωνίες, η οποία θα μπορούσε να ενισχύσει την ασφάλεια των πληροφοριών. Οι Κινέζοι επιστήμονες έχουν θέσει νέα παγκόσμια ρεκόρ [7] στην εμπλοκή πολλών σωματιδίων, βασικό σημείο αναφοράς για την πρόοδο στον κβαντικό υπολογισμό. Και οι τεχνολογικοί γίγαντες της Κίνας -εταιρείες όπως οι Alibaba και Baidu- επενδύουν επίσης σε μεγάλο βαθμό στις δικές τους κβαντικές πρωτοβουλίες. Αξίζει να σημειωθεί ότι η Alibaba εγκαινίασε [8] υπηρεσίες κβαντικής πληροφορικής μέσω μιας πλατφόρμας cloud που βασίζεται σε κβαντικό επεξεργαστή 11 qubit.