處理器眨眼間就能完成超級運算任務。電池能夠秒充電。藥物研發、加密和解密以及機器學習變得更快。這都是量子計算帶來的無數種可能性。量子運算利用物理學原理進行運算，計算速度遠超過最強大的傳統電腦。量子運算能否成功都取決於美國的研究，因為美國是全球量子運算領域無可爭議的領導者。
美國是如何成為這項科技革命的中心的？這不是偶然發生的。得益於鼓勵科學家和企業家將學術研究商業化的政策環境，量子計算和世界一流的美國研究型大學相輔相成，攜手成長。
美國領先的秘訣
以我們的量子計算公司IonQ為例。 2015年，作為來自杜克大學（Duke）和馬裡蘭大學（University of Maryland）的工程和物理學教授，我們利用自己的研究創建了IonQ公司，其資金主要來自美國國防部（Defense Department）和美國情報高級研究計畫署（Intelligence Advanced Research Projects Activity，IARPA）的資助。後者是政府機構，主要投資於情報領域的尖端技術。我們也獲得了美國國家科學基金會（National Science Foundation）、美國國家標準與技術研究院（National Institute of Standards and Technology ，NIST）以及能源部（Department of Energy）的大量資助。
2020年，我們耗資550萬美元，在科利奇帕克建造了一座佔地23,000平方英尺的中心，用於放置我們最先進的量子設備。隔年，IonQ在首次公開募股後估值達20億美元，成為第一家上市的純量子硬體與軟體公司。
除了政府的資助外，我們的成功還要歸功於杜克大學和馬裡蘭大學對我們的量子研究的投資。馬裡蘭大學號稱在其與美國國家標準與技術研究院共建的聯合研究機構，擁有200多名量子研究員，包括一名諾貝爾獎得主，並發放了100多個物理學專業量子研究方向的博士學位。杜克大學最近建立了全球唯一的「垂直」量子運算中心，該中心的研發領域，從組裝單個原子到建造電子控制器，再到設計量子演算法和應用，涵蓋了量子計算的每個階段。
但有一部鮮為人所知的法律同樣功不可沒，它就是1980年的《拜杜法案》（Bayh-Dole Act），如果沒有這部法律，這一切就不可能實現。在該法案通過之前，獲得任何金額聯邦資助的學術研究所產生的發明專利，歸聯邦政府所有。然而，政府卻沒有能力進一步開發大學所取得的技術突破，因此絕大多數專利被束之高閣。
《拜杜法案》允許大學擁有其科學家的發明專利，這產生了重要影響。學術機構突然受到激勵，紛紛將這些專利授權給私人產業，由後者將專利轉換成具有巨大價值的商品和服務，同時鼓勵發明這些專利的研究人員創業。
《拜杜法案》面臨風險
很可惜，聯邦政府可能很快就會削弱拜杜體系—— 這可能嚴重阻礙量子運算領域取得新進展。拜登政府最近宣布，計劃動用該法案的“介入”條款，如果“目前向公眾出售的產品……價格不合理”，將對在政府資助下開發的發明實施價格管制。這種理念源自於忽略了創業和商業化的核心價值：雖然創意在大學內利用聯邦資金經過構思和測試，但被授權者需要投入大量的努力，將這些創意和專利轉化成有用的產品和服務。
濫用介入條款不會使消費者或其他人更容易使用新技術，反而會適得其反。降低將這些創意轉化為成功的、實用的產品所需的投資的價值，可能讓私人公司從一開始就不願意承擔風險許可高校的研究。
這對量子運算研發的寒蟬效應，會嚴重破壞美國的國家安全。我們的計畫之所以能從國防和情報部門獲得充足的資金，有充分的理由。量子運算可能很快就會成為密碼破解和大型電腦網路防禦網路攻擊的黃金標準技術。
採用擬定的介入框架，也會嚴重影響美國未來的經濟穩定。雖然目前量子運算仍處於萌芽階段，但快速處理大量資料的能力，將在未來幾十年內帶來商業革命。未來在自動駕駛汽車等領域，量子運算可能是捕捉人工智慧和機器學習所需的複雜性的唯一途徑。量子運算可支援公司以前所未有的準確度，完善他們的供應鏈和其他後勤業務，如製造等。它還有可能顛覆金融業，支持投資組合經理人創建優秀的新投資演算法和策略。
鑑於量子運算技術的巨大潛力，中國在2022年已投入超過150億美元用於發展其量子運算能力，背後的原因不難理解。中國在量子計算領域的投入，是歐盟國家量子計算預算的兩倍以上，是美國政府的投資計畫的八倍。
好在美國迄今在量子計算領域依舊有明顯優勢。美國高校吸引的頂尖專家和業內領導者，遠超過其他國家（包括中國）的大學。美國源自於大學創新的創業文化，令全世界羨慕不已。而且不同於歐洲，美國政府透過公私合作，鼓勵冒險創業。
但如果拜登政府廢除支持公私合作的《拜杜法案》，美國能否持久維持在量子運算領域的領先地位，將變成未知數。這可能對美國的國家安全和經濟未來產生毀滅性的二級影響。電腦科學家、一般民眾和情報與國防部門，只能寄望聯邦政府官員能三思。 （財富中文網）
本文作者金正相為杜克大學電子與電腦工程和物理學專業教授。克里斯托弗·門羅為杜克大學和馬裡蘭大學科利奇帕克分校電子與電腦工程和物理學專業教授。 2015年，他們共同創立的IonQ公司，是第一家上市的純量子硬體和軟體公司。