對(duì)話(huà)薛其坤院士

許諾

我國(guó)已經(jīng)具備了在量子科技領(lǐng)域的科技實(shí)力和創(chuàng)新能力，但是還要加強(qiáng)關(guān)鍵核心元器件這種高端材料、設(shè)備技術(shù)攻關(guān)。

據(jù)新華社報(bào)道，10月16日中共中央政治局集體學(xué)習(xí)時(shí)就量子技術(shù)進(jìn)行講解并提出意見(jiàn)和建議的專(zhuān)家，是清華大學(xué)副校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士薛其坤。近日，記者就我國(guó)量子科技發(fā)展的現(xiàn)狀以及對(duì)經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用、世界量子科技發(fā)展趨勢(shì)、如何培養(yǎng)人才和發(fā)展量子科技等話(huà)題采訪了薛其坤院士。他表示，量子計(jì)算會(huì)顛覆性提高信息運(yùn)算處理速度，量子通信會(huì)大幅度提升通信安全性，量子精密測(cè)量和傳感技術(shù)會(huì)在未來(lái)數(shù)字時(shí)代和萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代有著廣泛的應(yīng)用。

薛其坤強(qiáng)調(diào)，總體上看，我國(guó)已經(jīng)具備了在量子科技領(lǐng)域的科技實(shí)力和創(chuàng)新能力，但是還要加強(qiáng)關(guān)鍵核心元器件這種高端材料、設(shè)備技術(shù)攻關(guān)，都是需要解決的一些短板。除了科學(xué)家，量子技術(shù)還需要更多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者、企業(yè)家、投資人加入，提高量子科技理論研究成果向?qū)嵱没⒐こ袒D(zhuǎn)化的速度和效率非常重要。

記者：量子科技備受大眾熱議，但似乎距離我們的生活很遙遠(yuǎn)。能否通俗地介紹一下量子科技及其應(yīng)用場(chǎng)景？

其實(shí)，量子科技并不是一個(gè)很新的事情，距離我們也并不遙遠(yuǎn)。比如，量子力學(xué)已經(jīng)建立了100多年，是人類(lèi)探究微觀世界的重大成果，是關(guān)于微觀物質(zhì)世界運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論體系，與相對(duì)論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。

隨著量子科技的發(fā)展，觸發(fā)了第一次量子技術(shù)革命。第一次量子技術(shù)革命，是從認(rèn)識(shí)量子世界、發(fā)現(xiàn)量子效應(yīng)到發(fā)展量子技術(shù)應(yīng)用。信息時(shí)代的關(guān)鍵核心技術(shù)，如晶體管、激光、硬盤(pán)、GPS等是第一代量子技術(shù)的成果。

目前我們已經(jīng)進(jìn)入第二次量子技術(shù)革命時(shí)代，是通過(guò)主動(dòng)人工設(shè)計(jì)和操控量子態(tài)發(fā)展量子技術(shù)和應(yīng)用。量子計(jì)算會(huì)顛覆性提高信息運(yùn)算處理速度，量子通信會(huì)大幅度提升通信安全性，量子精密測(cè)量和傳感技術(shù)會(huì)在未來(lái)數(shù)字時(shí)代和萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代有著廣泛的應(yīng)用。如，現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信進(jìn)一步發(fā)展，還有高密度信息存儲(chǔ)、全球定位系統(tǒng)，都是量子技術(shù)一些隱形的應(yīng)用。

實(shí)際上，隨著信息時(shí)代的到來(lái)，我們現(xiàn)在談的量子計(jì)算機(jī)和量子通信就是第二代的量子技術(shù)，更著重于主動(dòng)去設(shè)計(jì)一個(gè)量子系統(tǒng)發(fā)展量子應(yīng)用。得益于量子保密通信高度安全性，量子通信在國(guó)防、財(cái)務(wù)和金融專(zhuān)網(wǎng)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。如果說(shuō)地面量子通信構(gòu)建了一張連接每個(gè)城市、每個(gè)信息傳輸點(diǎn)的“網(wǎng)”，那么量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星就像一桿將這張網(wǎng)射向太空的“標(biāo)槍”。

記者：未來(lái)量子科技還將在哪些行業(yè)取得廣泛應(yīng)用？

未來(lái)，量子科技不但使我們計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力提高，通信更快，還有傳感技術(shù)更靈敏，信息精度越來(lái)越精確，這些方面都會(huì)有大幅提高。同時(shí)，還對(duì)未來(lái)的數(shù)字技術(shù)、量子技術(shù)起到真正革命性的支撐作用，其他的技術(shù)都是漸進(jìn)性的發(fā)展。

量子科技發(fā)展具有重大科學(xué)意義和戰(zhàn)略?xún)r(jià)值，是一項(xiàng)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)體系產(chǎn)生沖擊、進(jìn)行重構(gòu)的重大顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向。

記者：如何理解我國(guó)量子科技取得的實(shí)力與創(chuàng)新能力？

近年來(lái)，量子科技的基礎(chǔ)研究有不少亮點(diǎn)，在量子精密測(cè)量傳感上也有不少進(jìn)展。比如說(shuō)我們北斗用的時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)，定位提高到一個(gè)很高的精度，這就是量子科技在全球定位或者是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的一個(gè)重要應(yīng)用。最近在量子衛(wèi)星上的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，做到了千公里級(jí)的量子密鑰分發(fā)，這也是今年剛剛?cè)〉玫某晒?/p>

不管在基礎(chǔ)研究，還是在通信、量子計(jì)算，包括精密測(cè)量和傳感上，我們國(guó)家都有很多可圈可點(diǎn)的東西。同時(shí)，這些年我國(guó)加大了對(duì)量子科技的研究投入，技術(shù)創(chuàng)新活躍，我國(guó)科技工作者在量子科技上奮起直追，取得一批具有國(guó)際影響力的重大創(chuàng)新成果，包括量子反常霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)、“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射等。

總體上看，我國(guó)已經(jīng)具備了在量子科技領(lǐng)域的科技實(shí)力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，正如總書(shū)記所說(shuō)，我們也要看到，我國(guó)量子科技發(fā)展存在不少短板，發(fā)展面臨多重挑戰(zhàn)。

記者：我國(guó)量子科技發(fā)展還存在哪些短板？面臨哪些挑戰(zhàn)？

實(shí)際上，我們?cè)诹孔涌萍肌⒘孔蛹夹g(shù)上的短板，和我們現(xiàn)在信息技術(shù)的短板有點(diǎn)類(lèi)似，比如說(shuō)支撐設(shè)備、關(guān)鍵核心元器件等方面，也涉及到量子技術(shù)的一些問(wèn)題，所以，我覺(jué)得加強(qiáng)關(guān)鍵核心元器件這種高端材料、設(shè)備技術(shù)攻關(guān)，都是需要解決的一些短板。

實(shí)際上，在短時(shí)間內(nèi)量子科技有一些是可以贏得經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，但是，很多還屬于基礎(chǔ)研究，比如說(shuō)量子計(jì)算，現(xiàn)在國(guó)際上提出來(lái)的技術(shù)方案就有七八種，還需要基礎(chǔ)研究和探索。這也是我們?yōu)槭裁匆訌?qiáng)國(guó)際合作，加強(qiáng)人才培養(yǎng)、后備人才的培養(yǎng)等等，因?yàn)樯婕暗胶芑A(chǔ)層面的科學(xué)突破，才能最后使量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展走上一個(gè)可行的、工程化的階段。

記者：我國(guó)量子科技發(fā)展的切入點(diǎn)和突破口是什么？

近年來(lái)，世界主要科技強(qiáng)國(guó)近期均出臺(tái)了國(guó)家層面的量子信息技術(shù)戰(zhàn)略計(jì)劃。2018年美國(guó)出臺(tái)了《量子信息科學(xué)國(guó)家戰(zhàn)略綱要》，正建設(shè)量子網(wǎng)絡(luò);英國(guó)聯(lián)合新加坡啟動(dòng)了量子衛(wèi)星項(xiàng)目;德國(guó)、法國(guó)等19個(gè)歐盟成員國(guó)于2018年正式啟動(dòng)“量子旗艦計(jì)劃”，未來(lái)10年計(jì)劃投入10億歐元開(kāi)發(fā)和部署量子通信基礎(chǔ)設(shè)施。在新冠肺炎疫情后的經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中，特設(shè)“量子專(zhuān)項(xiàng)”，再投入20億歐元。

目前，我國(guó)已在量子信息技術(shù)研究和應(yīng)用方面也加大支持力度。未來(lái)，量子科技、包括量子信息技術(shù)有著更加明確的應(yīng)用前景，提高量子科技理論研究成果向?qū)嵱没⒐こ袒D(zhuǎn)化的速度和效率非常重要。所以，在剛開(kāi)始部署時(shí)就考慮到產(chǎn)學(xué)研協(xié)同，考慮到從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用之間的密切結(jié)合，可以提高效率，加快研發(fā)速度。

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◎ 來(lái)源| 新京報(bào)（有刪減）