基礎研究和安全問題成為“第二次量子革命”關鍵詞

文／本刊記者 史 詩

當前，量子信息技術成為全世界矚目的新興戰略技術焦點，不少專家認為這點燃了“第二次量子革命”。

北京市副市長、北京量子信息科學研究院理事長靳偉在9月26召開的2021中關村論壇“量子科技發展與未來論壇”上表示，“北京市正全面加速基礎研究和核心的技術攻關，聚焦電子型的量子計算機和全球量子網絡兩大戰略任務，推動了更多從0到1的科技突破。”

我國長壽命超導量子比特芯片打破世界紀錄

在此前舉行的2021中關村論壇全體會議上，北京量子信息科學研究院研究員于海峰發布了長壽命超導量子比特芯片。該成果能使量子比特退相干時間達到503微秒，打破了2020年3月由美國普林斯頓大學研究組保持的360微秒的世界紀錄。同時，該研究成果有望觀測到原來無法觀測到的量子過程或現象，為超導量子計算走向實用化打下了堅實的器件基礎。

在量子物理領域，保持好的量子相干性至關重要。它決定著量子門操控的保真度、量子電路的深度等一系列量子計算機核心性能問題。因此，延長量子比特的相干時間一直是各國技術競賽的焦點。

持續推動基礎研究突破和成果轉化

量子科技會在諸多領域產生革命性影響，基礎研究是科技創新的沃土，將不斷孕育劃時代的顛覆性技術、促進量子信息技術的發展。

靳偉透露，北京將繼續把量子科技作為關鍵核心技術自主創新的重要突破口，統籌推進基礎研究、前沿技術、工程技術研發。還將繼續促進產學研協同創新，推動研發成果產業化，支持高校、院所聯合成立量子技術研發團隊，積極推動基礎理論研究突破，加強關鍵核心技術攻關，支持高校、院所與龍頭企業、創新型企業協同攻關，搭建聯合實驗室，促進產學研深度融合，加快推進成果的轉移轉化。

對此，中科院院士、中國科學技術大學教授郭光燦建議，要研判發展趨勢、制定長期規劃，應該以國家的某一個權威部門來組織專家準確分析量子計算的軟硬件技術的研發和應用前景的趨勢，來制定整體發展戰略，明確近期中長期目標，分階段投入考核。要重視合成組件，提升自主研發，共性的關鍵技術要突破，必須組織國內的能力分工來做，從此來提升器件和系統層面上自主研發和工程化集成的能力。還要布局學科的建設，加強人才的培養。

警惕量子計算的安全問題

“量子計算機必須結合量子硬件和量子軟件同時使用，要充分發揮量子計算的實力，單單靠量子硬件是遠遠不夠的。”澳大利亞悉尼科技大學杰出教授、中科院軟件研究所學術副所長、清華大學特聘教授應明生稱。

應明生還談到量子計算的安全問題。他說，從以往的量子計算前瞻、計算機科學應用的報告中可以看到，量子計算機都曾出現相關錯誤。因此如果我們能在初始階段就建立可信軟件堆棧，這樣將有望降低未來量子計算行業的出錯率”。

對于量子科技未來的應用問題，靳偉談到，將推動量子科技在大數據搜索、人工智能、生物制藥、金融、醫療及政務等領域的應用，促進創新鏈與產業鏈的聯動。