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【梳理】全球量子标准化进程
近期，人们提出了许多关于量子计算研究的可持续性和标准化的作用的非常有趣的观点。例如，3月中旬，欧洲标准化委员会(CEN)和欧洲电工标准化委员会(CENELEC)发布了《量子技术的标准化路线图》；5月4日，白宫发布了《美国政府的关键和新兴技术(CET)国家标准战略》，特别指出量子技术将在加强美国创新生态系统、全球竞争力方面发挥关键作用，“我们将促进美国参与高度优先的早期CET领域的标准制定”。
那么，一个很自然的问题出现了：在这样一个新生的领域，在实际商业应用的前景如此遥远的情况下，制定标准会不会太早？
目前，量子科学家、政策制定者的一致看法是，量子技术术语的标准化应该更早发生。标准是支持政府和企业的工具，保证他们的投资受到公约的保护，消除任何技术上的不明确性，这对量子市场来说是一个迫切的需要。
世界越来越意识到，用小型NISQ算法快速抢占量子优势可能不会发生。迄今为止开发的、唯一在数学上可证明的优势算法依赖于可容错运行的百万量子比特处理器，或者至少具有可容忍更深电路的量子比特，并执行比目前快得多的计算。建造这样一台机器既是一个科学挑战，也是一个金融挑战。那些期望立即获得更多回报的投资者将会放弃这个领域，这就提高了量子公司从政府或拥有足够资金和灵活投资授权的私人投资者那里释放所需投资的标准。
在这样一个不太丰富的世界里，只有在明确的质量标准到位的情况下，公司才能使自己与众不同。此外，纳税人的钱将需要在投资时认真考虑索赔的可验证性和量子操作的标准化验证。最后，投资者将需要衡量他们签署的最初蓝图和实际最终产品之间漫长时间内的进展。
这个问题可以简单到定义“量子比特”这个词。对于大多数科学家来说，对这个名词的含义没有争议；然而，有一些技术避开了两级系统的标准范式：即有一套校准的操作、初始化和读出。
这样的例子包括绝热/退火量子计算、连续变量和量子模拟。在这些情况下，使用（在某些情况下，滥用）“量子比特”这一术语会导致不同供应商提供的产品之间存在差异。如果一个政府机构开始为100个量子比特的量子计算机进行招标，那么这100个量子比特实际上是以最低的认证保真度来做它们要做的事情。
确定这种标准的早期努力是由学术界自行组织的。在任何科学会议上，量子计算验证和确认（QCVV）领域都构成了一个充满活力的人群。然而，指望个人来做这项工作，从长远来看，必然会成为一个问题。这些志愿者只有在保持不偏不倚、对任何特定的商业探索不了解的情况下，才是有效的“规则制定者”。但在一个存在巨大人才缺口的世界里，招募科学家加入量子初创公司的经济压力正在慢慢清空真正独立的QCVV专家的空间。
一些将独立认证作为一种服务的努力已经产生了。Quantum Benchmark是一家加拿大的前初创公司（现在是Keysight投资组合的一部分），正在做这个工作。但到目前为止，这主要是硬件制造商自发倡议、以获得他们的 “批准印章”，而不是要求独立认证的公共政策。归根结底，只有当国家标准化机构，如澳大利亚标准局，有框架来规范在讨论量子处理器的目标性能时应该使用什么指标，这件事才有意义。
在国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）的联合技术委员会（JTC 1）领导的信息技术系列标准下，目前有一个国际标准草案；这一正在进行的草案正在接受评论。不过，这份文件只触及表面、试图仅仅定义该领域的词汇和术语。这个非常简单的例子已经凸显了诸如量子比特、量子处理器等简单术语所产生的困难和商业摩擦。
大多数标准组织仍然处于非常早期的道路规划/白皮书阶段。例如：
- 澳大利亚标准局的文件（重点关注澳大利亚的情况）是一系列计划中的第一份，涵盖其他量子技术，而不仅仅是量子计算。
- 有两份最先进的文件是由CEN-CENELEC发布的。一份是关于量子技术的使用案例，另一份是关于创建量子标准化的路线图。
- IEC有一些独立的活动，到目前为止，只产生了一份白皮书。
- 美国QED-C发布的一些文件与标准化工作有关（只有部分文件对非会员开放），包括一份非常有趣的关于量子计算机编译和编程的中间表示的文件。
迄今为止，美国NIST主要关注抗量子密码学（PQC）的标准化，尽管他们在国家量子计划咨询委员会中有代表，该委员会由白宫授权，负责制定一套量子技术的开放标准等。
- 其中一个最雄心勃勃的计划是由IEEE领导的，它有许多文件已经批准了项目授权申请，但没有一个文件正式出台。
1）独立性/公正性
随着量子产业的蓬勃发展，寻找在该领域有足够影响力的、无偏见的专家来编写一套被广泛尊重和采用的标准变得越来越困难。政府必须在他们的量子计划中包括一些资金来维持一个独立的学术团体：他们可以与工业界协商，但最终在经济上是独立的，能够提供由科学而不是由商业利益驱动的标准化。
2）慎重性
尽管有地缘政治的压力、要求国家主导标准的建立，然而，这个领域只是刚刚起步，只有从全球范围内看，量子市场才能持续。因此，我们必须确保标准化工作尽最大努力在各国之间进行协商，并最终有能力代表这些技术的未来消费者的意见。
此外，重要的是，在每个国家内，对标准的投入应该来自于工业界、学术界、利益相关者和公众的平衡代表。
3）正当性
也许最大的挑战之一是组建一组专家，他们的意见受到尊重、不受商业利益的影响、有影响力、可以制定大胆的标准、可能对一些商业实体没有好处（特别是那些“宽松”的科学标准）、并愿意花费大量的精力来构思这些文件。
后续工作真的要靠我们所有人，所有关心量子计算的人。
首先，我们需要供应商和消费者对标准化的价值有一个强烈的意识。由专家支持并代表每一个严肃的量子标准化工作是关键。标准只有在公司和用户中采用时才会有用。也许这可以成为新成立的国际量子产业协会理事会的一个早期目标。很明显，国际上对立即采取行动的必要性的认识水平还不高。
另一个重要步骤是确保负责采购量子计算服务和硬件的人意识到这些微妙之处，并能够找到适当的支持。大多数招标都不涉及量子计算的技术复杂性，所以要找到一个为这种复杂性做好准备的采购系统，将是非常重要的。
最后，政府需要介入并资助独立机构，以保证一些专家保持不偏不倚，并能够提供必要的监督，保证行政不会凌驾于科学事实之上。
参考链接：[1]https://link.springer.com/article/10.1007/s00224-018-9872-3[2]https://www.iso.org/standard/80432.html[3]https://quantumcomputingreport.com/risks-to-standardisation-in-quantum-from-geopolitics-to-commercial-interest/
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