信息技術(shù)

美國：先進(jìn)計(jì)算加速發(fā)展，新型元件成績(jī)斐然

量子計(jì)算方面，美國英特爾公司2018年1月宣布開發(fā)出49量子位測(cè)試芯片Tangle Lake。此后科學(xué)家不斷推出新研究成果：證明“自旋-光子強(qiáng)耦合”可讓單獨(dú)量子比特相互作用，制造出可作量子中繼器的有瑕人造鉆石，構(gòu)建模塊化量子計(jì)算架構(gòu)關(guān)鍵組件，開發(fā)出使碳納米管成為量子單光子源的方法等，有力推動(dòng)了量子計(jì)算系統(tǒng)的開發(fā)。美國國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)在2018年9月發(fā)布《量子信息科學(xué)國家戰(zhàn)略概述》，旨在推動(dòng)量子信息科學(xué)加速發(fā)展。

超級(jí)計(jì)算機(jī)方面，“頂點(diǎn)”和“山脊”兩臺(tái)計(jì)算機(jī)在最新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中分獲冠、亞軍，極大增強(qiáng)了美國在超算競(jìng)爭(zhēng)中的底氣；能源部在2018年4月推出耗資18億美元的百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)開發(fā)計(jì)劃，更表明了美國追求超算領(lǐng)域國際領(lǐng)導(dǎo)地位的決心。

此外，美國科學(xué)家在計(jì)算機(jī)元器件研發(fā)方面也成績(jī)斐然?？蓪?shù)據(jù)中心帶寬提高10倍的光電子芯片、具有精準(zhǔn)分發(fā)光信號(hào)能力的硅芯片、基于內(nèi)存計(jì)算技術(shù)的AI芯片、可同時(shí)存儲(chǔ)和處理信息的記憶晶體管等新型元器件的問世，為新型計(jì)算機(jī)開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

日本：量子技術(shù)全面進(jìn)步，存儲(chǔ)理論有新突破

日本大阪大學(xué)、NTT和東京大學(xué)的研究小組首次驗(yàn)證了由冷卻原子構(gòu)成的量子存儲(chǔ)器與光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成可通信波段光子的量子網(wǎng)絡(luò)。該研究成果展示了一條實(shí)現(xiàn)量子中繼的新道路，為實(shí)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程化開辟了新途徑，使得具有抵御利用量子計(jì)算機(jī)實(shí)施的黑客攻擊能力的新一代量子密碼安全通信又向遠(yuǎn)程化邁出了一步。

橫濱國立大學(xué)利用金剛石中氮空位中心的電子和核子的自旋作為量子比特，率先在全球成功實(shí)現(xiàn)了室溫下完全無磁場(chǎng)條件下的萬能量子門操作。這種獨(dú)特的量子比特完整量子門操作被命名為幾何學(xué)量子比特，能以更高的速度進(jìn)行高精度運(yùn)算。

日本理化學(xué)研究所和北海道大學(xué)等組成的聯(lián)合研究小組發(fā)現(xiàn)在沒有外部磁場(chǎng)的狀態(tài)下也會(huì)產(chǎn)生磁渦旋，并查明了磁渦旋的形成機(jī)制?？茖W(xué)家有望以此為基礎(chǔ)，研發(fā)以磁渦旋為信息載體的磁存儲(chǔ)單元。

德國：量子計(jì)算重點(diǎn)發(fā)力，基礎(chǔ)研究瞄準(zhǔn)未來

2018年，德國在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域又取得新的進(jìn)展，康斯坦茨大學(xué)領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種基于硅雙量子位系統(tǒng)的穩(wěn)定的量子門，這項(xiàng)研究成果被稱為通向量子計(jì)算機(jī)的里程碑；弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所開發(fā)出了一種在微磁場(chǎng)下應(yīng)用的量子傳感器，可用于未來計(jì)算機(jī)硬盤識(shí)別。

在信息技術(shù)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，卡爾斯魯厄理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了完全由金屬構(gòu)成的單原子晶體管，為未來信息技術(shù)開辟了新的應(yīng)用前景；凱澤斯勞滕技術(shù)大學(xué)的科學(xué)家首次展示了如何在集成振幅回路中使磁子形成電流，這一研究打開了未來磁子芯片的大門。

英國：擬建5G測(cè)試平臺(tái)，超級(jí)計(jì)算模擬人腦

2018年9月，英國政府宣布將以西米德蘭茲地域的伯明翰、考文垂、伍爾弗漢普頓3個(gè)城市為中央，設(shè)立相關(guān)測(cè)試平臺(tái)，以建設(shè)較大規(guī)模的5G試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。

2018年11月初，英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家激活了世界上最強(qiáng)“大腦”——一臺(tái)擁有100萬個(gè)處理器內(nèi)核和1200個(gè)互連電路板的超級(jí)計(jì)算機(jī)，它能像人腦一樣運(yùn)作，是迄今為止最準(zhǔn)確模擬人腦的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

韓國：基礎(chǔ)設(shè)施位居前列，技術(shù)研發(fā)多有亮點(diǎn)

信息技術(shù)是韓國的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。韓國的信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施繼續(xù)位居前列。在2018年初平昌冬奧會(huì)之前，韓國建成了大規(guī)模5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)于2019年初期實(shí)現(xiàn)商用化，這一計(jì)劃進(jìn)展迅速。

在量子計(jì)算領(lǐng)域，韓國學(xué)者開發(fā)出一種量子弱測(cè)量方法，克服了海森堡不確定原理的限制，可以有效應(yīng)用于量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過程。韓國企業(yè)成功研發(fā)出處理器“Exynos9”，其搭載了借鑒人類大腦結(jié)構(gòu)的新概念人工智能芯片，可用于手機(jī)終端并行處理大量多媒體數(shù)據(jù)。韓國開發(fā)的廣視角全息圖像技術(shù)將信息儲(chǔ)存量提升了100倍。

以色列：網(wǎng)絡(luò)安全齊頭并進(jìn)，無人駕駛安全先行

以色列證券管理局表示，其已開始使用區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)。信息公司塔爾多經(jīng)過3個(gè)月時(shí)間開發(fā)出管理局所需的區(qū)塊鏈軟件系統(tǒng)。以色列和美國的研究人員開發(fā)出可從包括“臉書”和“推特”在內(nèi)的大多數(shù)社交網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)假賬戶的通用方法，其在網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。

為應(yīng)對(duì)汽車電子系統(tǒng)安全性面臨的挑戰(zhàn)，以色列Arilou公司研發(fā)的并行防侵入系統(tǒng)（PIPS）能夠主動(dòng)攔截來自汽車被“黑”電控單元的惡意指令，以保護(hù)車輛整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全；GuardKnox公司借助戰(zhàn)機(jī)和防空導(dǎo)彈系統(tǒng)的安全理念，為車輛提供了自動(dòng)安全保護(hù)措施，在確保正常通信的同時(shí)，阻止包括網(wǎng)絡(luò)攻擊在內(nèi)的任何不當(dāng)信息的傳遞。

俄羅斯：量子計(jì)算蓄勢(shì)待發(fā)，超級(jí)計(jì)算獲得突破

2018年，俄羅斯加大對(duì)量子計(jì)算機(jī)和量子通信技術(shù)的研發(fā)力度：2018年2月在索契召開的“2018俄羅斯投資論壇”期間，俄羅斯對(duì)外經(jīng)濟(jì)銀行、VEB創(chuàng)新公司、前景研究基金會(huì)、莫斯科國立大學(xué)和非營(yíng)利組織“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”簽署協(xié)議，計(jì)劃在5年內(nèi)研制出50個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)；莫斯科物理技術(shù)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)選取碳化硅作為量子發(fā)射材料，研發(fā)出新型量子發(fā)射器，每秒可發(fā)射幾十億個(gè)單量子，可保證吉量級(jí)的比特傳輸速度，未來可用于構(gòu)建信息安全性更高的量子通信網(wǎng)絡(luò)。

超級(jí)計(jì)算機(jī)方面，俄羅斯杜布納聯(lián)合核子研究所在2018年3月建成了新型超級(jí)計(jì)算機(jī)“格沃倫”，其理論浮點(diǎn)運(yùn)算峰值為每秒1000萬億次（單精度）或500萬億次（雙精度）。