在量子科技發(fā)展“進(jìn)行時(shí)”中奮進(jìn)

從大數(shù)據(jù)到人工智能、區(qū)塊鏈，再到量子科技，近年來(lái)，中共中央政治局已經(jīng)多次就前沿技術(shù)的相關(guān)問題進(jìn)行集體學(xué)習(xí)。

10 月16 日下午，中共中央政治局就量子科技研究和應(yīng)用前景舉行第二十四次集體學(xué)習(xí)。中共中央總書記習(xí)近平在主持學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，科技創(chuàng)新是其中一個(gè)關(guān)鍵變量。我們要于危機(jī)中育先機(jī)、于變局中開新局，必須向科技創(chuàng)新要答案。要充分認(rèn)識(shí)推動(dòng)量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性，加強(qiáng)量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局，把握大趨勢(shì)，下好先手棋。

“國(guó)家在科技創(chuàng)新方面的謀劃和布局，是有章可循的，抓住了目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵問題，對(duì)加快基礎(chǔ)研究突破和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)具有重要推動(dòng)作用。”圍繞量子科技發(fā)展等問題，多位專家接受了《中國(guó)科學(xué)報(bào)》的采訪。

抓住科技創(chuàng)新關(guān)鍵變量

“能親身參加這次中央政治局集體學(xué)習(xí)，看到國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)研究和前沿科技如此重視，我作為一名科學(xué)家，非常受感動(dòng)，也非常受鼓舞。”當(dāng)天，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)副校長(zhǎng)、北京量子信息科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱“北京量子院”）院長(zhǎng)薛其坤就量子科技問題進(jìn)行了講解，提出了意見和建議。

“這充分說(shuō)明了黨中央在前沿科技、核心技術(shù)等問題上的宏大視野和戰(zhàn)略布局。”北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主任、北京量子院理事會(huì)副理事長(zhǎng)許強(qiáng)接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示，當(dāng)前，全球已進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，量子科技是具有關(guān)鍵作用的“殺手锏”技術(shù)，特別是量子計(jì)算、量子通信等前沿技術(shù)的突破，將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向，具有重大科學(xué)意義和戰(zhàn)略價(jià)值。

在此前的2020 創(chuàng)新之源大會(huì)上，薛其坤就曾指出，第二次量子技術(shù)革命真的來(lái)了。“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。而第二次量子技術(shù)革命，是從主動(dòng)操控量子態(tài)、量子效應(yīng)，去發(fā)展量子技術(shù)和應(yīng)用。”

“量子科學(xué)理論是一個(gè)描述微觀世界的理論，也是一個(gè)前沿理論。說(shuō)明國(guó)家很關(guān)心、很重視基礎(chǔ)研究和前沿科技的發(fā)展。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)副校長(zhǎng)吳岳良對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》說(shuō)。

而加強(qiáng)基礎(chǔ)研究突破和前沿科技創(chuàng)新，“正當(dāng)其時(shí)。”吳岳良說(shuō)，過(guò)去我們都是以跟蹤學(xué)習(xí)、消化吸收為主，到目前我國(guó)在許多科技領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入領(lǐng)跑、引領(lǐng)的階段，“在這種時(shí)候，就更需要關(guān)注理論、原理等方面的突破。”

“量子科技雖然現(xiàn)在處于發(fā)展初期，其能力看起來(lái)還比較弱，但隨著不斷發(fā)展，其在計(jì)算等方面的能力，一定會(huì)超乎人們的想象。”清華大學(xué)物理系教授龍桂魯向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》表示：“量子科技就像一只初生的‘老虎’，雖然它現(xiàn)在的力量還不大，但它長(zhǎng)大后就會(huì)顯示出巨大的威力。”

面對(duì)科技創(chuàng)新發(fā)展的重要?dú)v史時(shí)期，“作為一位科技工作者和教育工作者，我們有責(zé)任、有義務(wù)貫徹落實(shí)好國(guó)家的戰(zhàn)略部署，不斷學(xué)習(xí)，創(chuàng)造新知識(shí)，在基礎(chǔ)研究和前沿科技創(chuàng)新方面做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。”薛其坤說(shuō)。

加強(qiáng)重點(diǎn)領(lǐng)域科研攻關(guān)

龍桂魯團(tuán)隊(duì)早在2000 年就曾原創(chuàng)提出“量子直接通信技術(shù)”，并成功研制出了國(guó)際上第一臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的樣機(jī)。2019 年，龍桂魯團(tuán)隊(duì)又開發(fā)出了“全量子本征求解器（FQE）”，這是一款量子計(jì)算機(jī)“應(yīng)用軟件”，能在量子計(jì)算機(jī)上完成分子基態(tài)能級(jí)和對(duì)應(yīng)的電子結(jié)構(gòu)的全部計(jì)算。

“目前，量子計(jì)算機(jī)在一些特定問題處理上，已經(jīng)顯現(xiàn)出超越最強(qiáng)經(jīng)典計(jì)算機(jī)的能力，這個(gè)標(biāo)記叫作‘量子霸權(quán)’。”龍桂魯說(shuō)，現(xiàn)在量子科技發(fā)展正處于“進(jìn)行時(shí)”，有許多科學(xué)問題需要攻關(guān)。

2016 年，墨子號(hào)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星成功發(fā)射，為探索星地量子通信的可能性邁出了重要一步。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科技大學(xué)教授潘建偉團(tuán)隊(duì)，在量子保密通信等方面也取得了一系列重大突破。

薛其坤認(rèn)為，目前要加強(qiáng)量子信息技術(shù)的三大領(lǐng)域研發(fā)。其中，量子計(jì)算包括硬件、算法、操作系統(tǒng)和軟件等是核心，量子通信包括密鑰分發(fā)等是重要手段，量子測(cè)量、傳感和計(jì)算是應(yīng)用最廣泛的方面。

將來(lái)有望打造全球量子互聯(lián)網(wǎng)，使人們從電子時(shí)代跨越到量子時(shí)代。“通過(guò)量子通信、量子計(jì)算、量子導(dǎo)航、量子探測(cè)等顛覆性技術(shù)的突破，形成通達(dá)全球的安全通信、算力重組、高靈敏傳感、高精度時(shí)空基準(zhǔn)等應(yīng)用，打造量子基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。”薛其坤說(shuō)。

重大發(fā)明創(chuàng)造、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新關(guān)鍵在人才。吳岳良表示：“基礎(chǔ)研究重大理論的突破，是由科研人員的好奇心驅(qū)動(dòng)的，要靠科學(xué)問題驅(qū)動(dòng)。而這需要長(zhǎng)期的積累、穩(wěn)定的支持，摒棄論文數(shù)量、雜志影響因子等不良導(dǎo)向。”

許強(qiáng)表示，要加快量子科技領(lǐng)域人才培養(yǎng)力度，加快培養(yǎng)一批量子科技領(lǐng)域的高精尖人才，建立適應(yīng)量子科技發(fā)展的專門培養(yǎng)計(jì)劃，打造體系化、高層次量子科技人才培養(yǎng)平臺(tái)。“北京已構(gòu)建了強(qiáng)有力、按需保障、穩(wěn)定支持的政策體系。”

許強(qiáng)表示，要大力加強(qiáng)量子科技相關(guān)人才引進(jìn)與培養(yǎng)，出臺(tái)科研人員住房、落戶、醫(yī)療、入境、出行、子女入學(xué)、配偶工作等一系列配套政策方面，努力營(yíng)造良好的科研環(huán)境，讓科學(xué)家心無(wú)旁騖搞科研。

努力推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新

目前，歐盟和美國(guó)在量子科技發(fā)展上都有整體的地區(qū)、國(guó)家戰(zhàn)略和法案，并從人才培養(yǎng)到成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化等都進(jìn)行了布局。

薛其坤表示，目前我國(guó)量子科技領(lǐng)域研究水平與國(guó)外相差不大，今后要重點(diǎn)做好成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化等工作。“讓量子科技研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化，提高轉(zhuǎn)化效率，是值得重視的問題。”

事實(shí)上，目前我國(guó)量子通信科技研究和產(chǎn)業(yè)化已實(shí)現(xiàn)局部領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了初步的產(chǎn)業(yè)鏈。國(guó)盾量子等多家企業(yè)在積極推動(dòng)量子科技的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

“包括量子保密通信在內(nèi)的一些科技成果，在技術(shù)上的儲(chǔ)備已經(jīng)基本成熟，但在產(chǎn)業(yè)推廣上還需要更多努力。量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需要建設(shè)量子保密通信網(wǎng)絡(luò)及在量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上不斷開發(fā)出行業(yè)應(yīng)用；只有行業(yè)應(yīng)用和實(shí)際用戶不斷擴(kuò)展，才能形成‘網(wǎng)絡(luò)建設(shè)-接入應(yīng)用-網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容’的良性循環(huán)。”一位來(lái)自企業(yè)的負(fù)責(zé)人告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

許強(qiáng)表示，北京量子院作為北京市聯(lián)合中科院、北大、清華等單位共建的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，已形成良好的科研協(xié)同創(chuàng)新合作模式。例如，與清華合作聯(lián)合組建團(tuán)隊(duì)，啟動(dòng)超短超強(qiáng)激光器、量子直接通信2 個(gè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。

“關(guān)鍵是要建立一體化的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式，讓不同的人在創(chuàng)新鏈上都發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。”吳岳良說(shuō)。

薛其坤表示，北京量子院將努力“打開三堵墻”，即研究單位之間的墻、研究與產(chǎn)業(yè)之間的墻、學(xué)科之間的墻，不斷探索實(shí)施人才“兼聘兼薪”等體制機(jī)制創(chuàng)新模式，借力北京市科技創(chuàng)新基金等力量，為我國(guó)量子科技發(fā)展做出更多貢獻(xiàn)。