Kina leder kvanteberegningsrevolusjonen

For mer enn ti år siden kom den kinesiske fysikeren Pan Jian-Wei hjem fra Europa for å hjelpe til med å føre tilsyn med forskning på noe av det viktigste teknologien i det 21st århundre.

På en konferanse i Shanghai i sommer tilbød Pan og teamet hans en sjelden titt på arbeidet han beskrev som en “revolusjon”.

De snakket om de hackingsresistente kommunikasjonsnettverkene de bygger over hele Kina, sensorene de designer for å se gjennom smog og rundt hjørner, og prototypemaskinene som en dag kan knuse datakraften til enhver eksisterende maskin.

Alt utstyret er basert på kvanteteknologi - et fremvoksende felt som kan transformere informasjonsbehandling og gi store økonomiske og nasjonale sikkerhetsfordeler til land som dominerer det. Til forferdelse for noen forskere og tjenestemenn i USA, hjelper Kinas formidable investering det å innhente vestlig forskning på feltet og på noen få områder fortsette.

Beijing øser milliarder i forskning og utvikling og tilbyr kinesiske forskere store fordeler for å komme hjem fra vestlige laboratorier. Kinas drivkraft har utløst krav om mer FoU-finansiering i USA, og bidratt til å utløse bekymringer i Trump-administrasjonen om at noen typer vitenskapelig samarbeid med Kina kan hjelpe Folkets frigjøringshær og skade amerikanske interesser.

"USA må være forberedt på en fremtid der dens tradisjonelle teknologiske overvekt står overfor nye, kanskje enestående utfordringer," skrev Center for a New American Security i en fersk rapport om Kinas kvanteambisjoner.

Kvanteteknologi søker å utnytte de forskjellige egenskapene til atomer, fotoner og elektroner for å bygge kraftigere verktøy for å behandle informasjon.

I fjor hadde Kina nesten dobbelt så mange patentinnleveringer som USA for kvanteteknologi generelt, en kategori som inkluderer kommunikasjons- og kryptologienheter, ifølge markedsundersøkelsesfirmaet Patinformatics. USA leder imidlertid verden i patenter knyttet til det mest verdifulle segmentet i feltet - kvantecomputere - takket være store investeringer fra IBM, Google, Microsoft og andre.

Pan, som kinesiske medier kaller ”kvantefaren”, hjelper til med å overvåke Kinas program. Fra laboratoriene sine ved University of Science and Technology of China (USTC), i Shanghai og Hefei, leder 49-åringen et team på 130 forskere. I 2017 kalte tidsskriftet Nature ham som en av "ti personer som gjaldt dette året", og sa at han hadde "tent en brann under landets innsats innen kvanteteknologi."

Pan gir av og til laboratorieturer til president Xi Jinping, som interesserer seg for sitt arbeid, ifølge kinesiske medier. Pan har også tilsyn med planene for en ny nasjonal lab for kvanteforskning i Anhui-provinsen, som han sa hadde trukket rundt 400 millioner dollar i statlig finansiering.

På Shanghai-arrangementet illustrerte Pan lysbildepresentasjonen sin med science-nerd-vitser om Einstein og "Star Trek." I et nikk til Schrödingers katt - et tankeeksperiment fra 1930-tallet som hjalp til med å definere et kvantekonsept som ble kalt superposisjon - brukte Pan bilder av en tegneseriekatt som sto oppreist og lå flatt på ryggen.

"Som vi alle vet, kan en katt i hverdagen bare enten være i en levende eller død tilstand," sa Pan, men "en katt i kvanteverdenen kan være i en sammenhengende superposisjon av levende og døde stater."

Han gjorde poenget at kvantepartikler, også kjent som kvantebiter, skiller seg fundamentalt fra biter i dagens teknologi. Eksisterende datamaskiner og kommunikasjonsnettverk lagrer, behandler og overfører informasjon ved å bryte den ned i lange strømmer av biter, som vanligvis er elektriske eller optiske pulser som representerer et null eller en.

Kvantebiter, eller qubits, som ofte er atomer, elektroner eller fotoner, kan eksistere som nuller og en samtidig, eller i hvilken som helst posisjon mellom, en fleksibilitet som lar dem behandle informasjon på nye måter. Noen fysikere sammenligner dem med en spinnende mynt som samtidig er i en hode- og haletilstand.

I sin tale fortalte Pan hvordan Kina utnytter qubits for å beskytte kommunikasjonen mot hacking - et av feltene der Kina ser ut til å ha en ledelse over Vesten.

Les hele historien her ...