原创:Leo集智俱乐部
编者按
作为量子数学与信息技术的结合,近些年来不断突破的量子信息技术正在开启新的机遇之门。近来发布在上的一篇预印本论文中,来自East的ZekiC.和ArsevU.搜集了超过5万篇相关的刊物文章,对量子信息技术这一领域进行了梳理。
论文题目:
Theofin
论文地址:
量子信息研究文献的上涨
量子信息技术(,QIT)是一项饱受关注的领域。自2018年来量子物理论文5000字,欧共体和英国在这一领域中投入了10亿美元。在加上包括中国在内的众多国家的关注与投入,量子信息技术早已成为了广受诸多国家关注的领域。其实这种投入都是近六年间的事情,而且“把量子技术应用于新领域”这一看法却已有60年的历史了。
现今的人们早已意识到了一个事实:信息时代的基石,晶体管和激光技术将达到化学极限(1-5nm),也就是说摩尔定理不可能永远有效。因而量子物理论文5000字,在2003年,与首次提出“第二次量子革命”(the)一词。
以历史的眼光来看,量子信息技术早已步入蓬勃发展的阶段:在工业界,2019年9月公司就宣称其早已实现了量子霸权();国外外的诸多科技大鳄也都展开了研制第一台量子计算机的竞争。25年来,在学术界在这一领域发表的论文数目早已下降了50倍。
图1:每年量子信息技术领域新增论文量
面对这样迅猛的下降,来自East的ZekiC.和ArsevU.两人对这一领域的文献进行了梳理,并给出了她们的剖析简介。
研究数据
为了确定要囊括的研究资料范围,两位研究者借助与量子信息技术相关的关键词,搜集篇文献,并结合五位领域内的专家给出的建议,建立出了关键词映射和突增剖析模型。
截至2019年6月研究者共查询到50822篇与量子信息技术相关的论文(不包含程序等其他内容),在筛查掉撤回、零引用、零被引论文后,共有42,530篇文章。研究者还特地获取了从1999-2018年间的808篇高被引文章,平均整篇被引234.59次。
研究论文全景剖析
在进行初步的数据剖析后,研究者觉得:量子信息技术根植于化学学领域,同时又横贯了化学、光学、机械、化学、电子、信息、材料和估算科学等诸多学科。
根据研究者所做的论文所属研究领域分类排名表(原论文表2)给出的数据,化学学和光学分别以78.387%和30.001%的比列(总量是50822,下同)牢牢抢占榜单的腹部;估算科学、工程、化学、数学等领域也有较多关联;据悉,也囊括了天文、通信、科学哲学史、生命科学等诸多领域。(因众多研究横越数个领域,所有比列相乘超过100%)
也正因这一特性,Webof把量子科学与技术(,and)这一领域分类阐述为“无法用精典数学学理论来解释的波、粒子的复杂互相作用,以及物质的状态”。(原论文表3)
倘若从论文发表刊物的角度来剖析,在总共的495种期刊中,研究者统计出了发表论文数目排位前99名的刊物包含了42800篇论文,其中前20名刊物包含了占比58.574%的29769篇文章。符合“重头长尾”的幂率法则特点。结合前人研究的推论:成熟的研究领域论文发表数目和刊物数目之间遵守幂率法则,新领域则不然。为此,研究者觉得:量子信息技术领域的学术研究文献早已十分的成熟稳定。(原论文表4)
若以国家来做比较,中、美、德、英、日、加等国均在这一领域作出了好多成果。研究者还非常强调了一点,尽管英国有8个研究机构排行步入了前二十,但只有一个机构纳入前十。这是由于与别的国家采取“集中力量办大事”或者多国合作的方式不同,日本的研究机构相对分散。(原论文表5)
关键词关系图
研究者从筛选过的42530篇文章的题目与摘要中,筛选出了出现次数200次的关键词,并根据其关联勾画成图。
图2:关键词词云
如上图所示,这个关系图呈现出了三个主要的聚簇,黑色表示数学实现,红色表示量子密码学和通讯技术、绿色则表示量子估算和量子信息学。
值得注意的一点是,量子失谐()、并发度()、相对熵()和纠缠测度()等关键词坐落词云的边沿,和量子估算和量子信息学关系比较紧密,和其他主题的关系较弱。研究者给出的一个解释是,由于这个词云来自去不仅零引用和零被引的论文。假如使用全部的50822篇论文勾画词云,所呈现的云图如下所示。
图3:关键词词云2.0
由此,我们发觉了一个新的聚簇,这个聚簇中主要包含着纠缠、量子关联()、主多项式()、量子失谐、相变等关键词。这表明新增聚簇是一个以理论研究为主的方向。这一聚簇的出现也对应着人们对该领域所投入的关注。
这几个关键词的出现也符合研究者所搭建的突增剖析模型——一个通过词频变化剖析研究主题的模型。那些研究主题在2009年前后成为了新的焦点。
图4:关键词词频剖析。图中每一个红色条都表示一个关键词,高度表示关键词跨越的领域,宽度表示流行的时间。
高被引文章剖析
不仅对全部论文加以剖析调查外,研究者勾画了88篇高被引文章的共同引用关系图,如下所示:
图5:共同引用关系图,每位圆点表示一篇文章,连边则表示彼此之间有共同的引用。
由上图我们可以看出,根据前文给出的四种分类,任意子以及拓扑量子估算有关的文章(红色)和量子失谐以及量子纠缠有关的文章(蓝色)各占一端。而另外的量子估算、量子信息论等主题下的论文坐落网路的中间。
假如也以网路的视角来看待国家间合作的关系,我们能看见右图:
图6:国家合作关系图
如图所示,在这个网路上,美、英、中、加等国均坐落网路的核心地位,对该领域的投入和产出都很大。而坐落网路边沿的国家则在该领域的投入降低,产出也较低。
假如进一步的提升数据的帧率,根据具体的研究机构来勾画合作关系图,我们又能否看见更多的细节。
图7:研究机构合作关系图
我们就能很显著地看见一个现象:在研究机构这个网路剖析的层级上,日本的研究机构牢牢的抢占着网路的核心位置,除了研究的领域各异(图中的不同颜色)且和其他国家的其他研究机构也有着广泛的合作。而中国的研究机构却处于网路的边沿地位,且研究成果比较单一。假如把上图和原论文的表5以及国家合作关系图加以对比,我们也就能看见我国在量子信息技术领域的发展方向和潜力。
总结
研究者通过文进言量的手段和网路可视化工具,剖析了量子信息技术这一蓬勃发展的领域的科研产出。可以明晰的是,量子信息技术植根于数学学;凭着20世纪90年代至2010年盛行的量子估算得以发展。因而,又诞生出了许多新课题、子领域。
第二次量子革命早已发展为了一个成熟稳定的科学技术领域。在未来也须要有更多的从学术、商业等角度来剖析该领域的报告。通过对这一领域研究成果的全面检索,以及业内专家的审查。可以剖析出国家、研究机构的研究着重以及合作模式,从而可以给出新政性的建议。