原創(chuàng)：Leo集智俱樂(lè)部
編者按
作為量子數(shù)學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合，近些年來(lái)不斷突破的量子信息技術(shù)正在開(kāi)啟新的機(jī)遇之門(mén)。近來(lái)發(fā)布在上的一篇預(yù)印本論文中，來(lái)自East的ZekiC.和ArsevU.搜集了超過(guò)5萬(wàn)篇相關(guān)的刊物文章，對(duì)量子信息技術(shù)這一領(lǐng)域進(jìn)行了梳理。
論文題目：
Theofin
論文地址：
量子信息研究文獻(xiàn)的上漲
量子信息技術(shù)（，QIT）是一項(xiàng)飽受關(guān)注的領(lǐng)域。自2018年來(lái)量子物理論文5000字，歐共體和英國(guó)在這一領(lǐng)域中投入了10億美元。在加上包括中國(guó)在內(nèi)的眾多國(guó)家的關(guān)注與投入，量子信息技術(shù)早已成為了廣受諸多國(guó)家關(guān)注的領(lǐng)域。其實(shí)這種投入都是近六年間的事情，而且“把量子技術(shù)應(yīng)用于新領(lǐng)域”這一看法卻已有60年的歷史了。
現(xiàn)今的人們?cè)缫岩庾R(shí)到了一個(gè)事實(shí)：信息時(shí)代的基石，晶體管和激光技術(shù)將達(dá)到化學(xué)極限（1-5nm），也就是說(shuō)摩爾定理不可能永遠(yuǎn)有效。因而量子物理論文5000字，在2003年，與首次提出“第二次量子革命”（the）一詞。
以歷史的眼光來(lái)看，量子信息技術(shù)早已步入蓬勃發(fā)展的階段：在工業(yè)界，2019年9月公司就宣稱其早已實(shí)現(xiàn)了量子霸權(quán)（）；國(guó)外外的諸多科技大鱷也都展開(kāi)了研制第一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)。25年來(lái)，在學(xué)術(shù)界在這一領(lǐng)域發(fā)表的論文數(shù)目早已下降了50倍。
圖1：每年量子信息技術(shù)領(lǐng)域新增論文量
面對(duì)這樣迅猛的下降，來(lái)自East的ZekiC.和ArsevU.兩人對(duì)這一領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行了梳理，并給出了她們的剖析簡(jiǎn)介。
研究數(shù)據(jù)
為了確定要囊括的研究資料范圍，兩位研究者借助與量子信息技術(shù)相關(guān)的關(guān)鍵詞，搜集篇文獻(xiàn)，并結(jié)合五位領(lǐng)域內(nèi)的專家給出的建議，建立出了關(guān)鍵詞映射和突增剖析模型。
截至2019年6月研究者共查詢到50822篇與量子信息技術(shù)相關(guān)的論文（不包含程序等其他內(nèi)容），在篩查掉撤回、零引用、零被引論文后，共有42,530篇文章。研究者還特地獲取了從1999-2018年間的808篇高被引文章，平均整篇被引234.59次。
研究論文全景剖析
在進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)剖析后，研究者覺(jué)得：量子信息技術(shù)根植于化學(xué)學(xué)領(lǐng)域，同時(shí)又橫貫了化學(xué)、光學(xué)、機(jī)械、化學(xué)、電子、信息、材料和估算科學(xué)等諸多學(xué)科。
根據(jù)研究者所做的論文所屬研究領(lǐng)域分類(lèi)排名表（原論文表2）給出的數(shù)據(jù)，化學(xué)學(xué)和光學(xué)分別以78.387%和30.001%的比列（總量是50822，下同）牢牢搶占榜單的腹部；估算科學(xué)、工程、化學(xué)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域也有較多關(guān)聯(lián)；據(jù)悉，也囊括了天文、通信、科學(xué)哲學(xué)史、生命科學(xué)等諸多領(lǐng)域。（因眾多研究橫越數(shù)個(gè)領(lǐng)域，所有比列相乘超過(guò)100%）
也正因這一特性，Webof把量子科學(xué)與技術(shù)（,and）這一領(lǐng)域分類(lèi)闡述為“無(wú)法用精典數(shù)學(xué)學(xué)理論來(lái)解釋的波、粒子的復(fù)雜互相作用，以及物質(zhì)的狀態(tài)”。（原論文表3）
倘若從論文發(fā)表刊物的角度來(lái)剖析，在總共的495種期刊中，研究者統(tǒng)計(jì)出了發(fā)表論文數(shù)目排位前99名的刊物包含了42800篇論文，其中前20名刊物包含了占比58.574%的29769篇文章。符合“重頭長(zhǎng)尾”的冪率法則特點(diǎn)。結(jié)合前人研究的推論：成熟的研究領(lǐng)域論文發(fā)表數(shù)目和刊物數(shù)目之間遵守冪率法則，新領(lǐng)域則不然。為此，研究者覺(jué)得：量子信息技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究文獻(xiàn)早已十分的成熟穩(wěn)定。（原論文表4）
若以國(guó)家來(lái)做比較，中、美、德、英、日、加等國(guó)均在這一領(lǐng)域作出了好多成果。研究者還非常強(qiáng)調(diào)了一點(diǎn)，盡管英國(guó)有8個(gè)研究機(jī)構(gòu)排行步入了前二十，但只有一個(gè)機(jī)構(gòu)納入前十。這是由于與別的國(guó)家采取“集中力量辦大事”或者多國(guó)合作的方式不同，日本的研究機(jī)構(gòu)相對(duì)分散。（原論文表5）
關(guān)鍵詞關(guān)系圖
研究者從篩選過(guò)的42530篇文章的題目與摘要中，篩選出了出現(xiàn)次數(shù)200次的關(guān)鍵詞，并根據(jù)其關(guān)聯(lián)勾畫(huà)成圖。
圖2：關(guān)鍵詞詞云
如上圖所示，這個(gè)關(guān)系圖呈現(xiàn)出了三個(gè)主要的聚簇，黑色表示數(shù)學(xué)實(shí)現(xiàn)，紅色表示量子密碼學(xué)和通訊技術(shù)、綠色則表示量子估算和量子信息學(xué)。
值得注意的一點(diǎn)是，量子失諧（）、并發(fā)度（）、相對(duì)熵（）和糾纏測(cè)度（）等關(guān)鍵詞坐落詞云的邊沿，和量子估算和量子信息學(xué)關(guān)系比較緊密，和其他主題的關(guān)系較弱。研究者給出的一個(gè)解釋是，由于這個(gè)詞云來(lái)自去不僅零引用和零被引的論文。假如使用全部的50822篇論文勾畫(huà)詞云，所呈現(xiàn)的云圖如下所示。
圖3：關(guān)鍵詞詞云2.0
由此，我們發(fā)覺(jué)了一個(gè)新的聚簇，這個(gè)聚簇中主要包含著糾纏、量子關(guān)聯(lián)（）、主多項(xiàng)式（）、量子失諧、相變等關(guān)鍵詞。這表明新增聚簇是一個(gè)以理論研究為主的方向。這一聚簇的出現(xiàn)也對(duì)應(yīng)著人們對(duì)該領(lǐng)域所投入的關(guān)注。
這幾個(gè)關(guān)鍵詞的出現(xiàn)也符合研究者所搭建的突增剖析模型——一個(gè)通過(guò)詞頻變化剖析研究主題的模型。那些研究主題在2009年前后成為了新的焦點(diǎn)。
圖4：關(guān)鍵詞詞頻剖析。圖中每一個(gè)紅色條都表示一個(gè)關(guān)鍵詞，高度表示關(guān)鍵詞跨越的領(lǐng)域，寬度表示流行的時(shí)間。
高被引文章剖析
不僅對(duì)全部論文加以剖析調(diào)查外，研究者勾畫(huà)了88篇高被引文章的共同引用關(guān)系圖，如下所示：
圖5：共同引用關(guān)系圖，每位圓點(diǎn)表示一篇文章，連邊則表示彼此之間有共同的引用。
由上圖我們可以看出，根據(jù)前文給出的四種分類(lèi)，任意子以及拓?fù)淞孔庸浪阌嘘P(guān)的文章（紅色）和量子失諧以及量子糾纏有關(guān)的文章（藍(lán)色）各占一端。而另外的量子估算、量子信息論等主題下的論文坐落網(wǎng)路的中間。
假如也以網(wǎng)路的視角來(lái)看待國(guó)家間合作的關(guān)系，我們能看見(jiàn)右圖：
圖6：國(guó)家合作關(guān)系圖
如圖所示，在這個(gè)網(wǎng)路上，美、英、中、加等國(guó)均坐落網(wǎng)路的核心地位，對(duì)該領(lǐng)域的投入和產(chǎn)出都很大。而坐落網(wǎng)路邊沿的國(guó)家則在該領(lǐng)域的投入降低，產(chǎn)出也較低。
假如進(jìn)一步的提升數(shù)據(jù)的幀率，根據(jù)具體的研究機(jī)構(gòu)來(lái)勾畫(huà)合作關(guān)系圖，我們又能否看見(jiàn)更多的細(xì)節(jié)。
圖7：研究機(jī)構(gòu)合作關(guān)系圖
我們就能很顯著地看見(jiàn)一個(gè)現(xiàn)象：在研究機(jī)構(gòu)這個(gè)網(wǎng)路剖析的層級(jí)上，日本的研究機(jī)構(gòu)牢牢的搶占著網(wǎng)路的核心位置，除了研究的領(lǐng)域各異（圖中的不同顏色）且和其他國(guó)家的其他研究機(jī)構(gòu)也有著廣泛的合作。而中國(guó)的研究機(jī)構(gòu)卻處于網(wǎng)路的邊沿地位，且研究成果比較單一。假如把上圖和原論文的表5以及國(guó)家合作關(guān)系圖加以對(duì)比，我們也就能看見(jiàn)我國(guó)在量子信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展方向和潛力。
總結(jié)
研究者通過(guò)文進(jìn)言量的手段和網(wǎng)路可視化工具，剖析了量子信息技術(shù)這一蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域的科研產(chǎn)出?？梢悦魑氖?，量子信息技術(shù)植根于數(shù)學(xué)學(xué)；憑著20世紀(jì)90年代至2010年盛行的量子估算得以發(fā)展。因而，又誕生出了許多新課題、子領(lǐng)域。
第二次量子革命早已發(fā)展為了一個(gè)成熟穩(wěn)定的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。在未來(lái)也須要有更多的從學(xué)術(shù)、商業(yè)等角度來(lái)剖析該領(lǐng)域的報(bào)告。通過(guò)對(duì)這一領(lǐng)域研究成果的全面檢索，以及業(yè)內(nèi)專家的審查?？梢云饰龀鰢?guó)家、研究機(jī)構(gòu)的研究著重以及合作模式，從而可以給出新政性的建議。