量子科技有望催生一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)區(qū)

符曉波

量子科技是重大顛覆性創(chuàng)新的潛在領(lǐng)域，已成為新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的國(guó)際前沿焦點(diǎn)，也是全國(guó)兩會(huì)期間代表委員關(guān)注的熱點(diǎn)。

令代表委員振奮的是，今年政府工作報(bào)告指出，過(guò)去一年，科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)新的突破。人工智能、量子技術(shù)等前沿領(lǐng)域創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。

“以量子計(jì)算技術(shù)為代表的量子科技，在面向‘十四五乃至更長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來(lái)，有望成為中國(guó)在全球科技產(chǎn)業(yè)中開(kāi)辟新領(lǐng)域、制勝新賽道的重要核心技術(shù)，將催生一批新質(zhì)生產(chǎn)力。”3月5日，全國(guó)人大代表、中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭國(guó)平接受筆者采訪時(shí)表示，未來(lái)10年是量子技術(shù)進(jìn)步、商用水平提升、產(chǎn)業(yè)合作格局進(jìn)一步完善的重要階段，我們要在量子科技賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面加快探索步伐。

量子研究步入從理論到應(yīng)用過(guò)渡期

量子是能表現(xiàn)出某物質(zhì)或物理量特性的最小單元，被認(rèn)為是20世紀(jì)最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。激光、核磁共振等新技術(shù)均在量子科學(xué)問(wèn)世后孕育出來(lái)。近年來(lái)，安徽、湖北等地加快推進(jìn)量子科技產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，加速推動(dòng)量子科技成果轉(zhuǎn)化，打造量子科研高地和產(chǎn)業(yè)高地。

今年1月，中國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”上線。其搭載的硬件、芯片、操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件均實(shí)現(xiàn)自主可控，國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)80%。國(guó)內(nèi)量子計(jì)算專家認(rèn)為，這標(biāo)志著我國(guó)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈基本成形。

“我國(guó)的量子計(jì)算技術(shù)目前正處于從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的過(guò)渡階段，科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在積極探索和開(kāi)發(fā)量子計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用，并努力推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。”郭國(guó)平介紹，當(dāng)前，全球主要國(guó)家均加入量子計(jì)算機(jī)賽道，布局自主量子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展已成為我國(guó)當(dāng)前的重大需求之一。

今年2月底，福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院鄭仕標(biāo)教授團(tuán)隊(duì)提出的“玻色編碼糾錯(cuò)延長(zhǎng)量子比特壽命”研究成果，入選2023年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展。該成果找到一種量子糾錯(cuò)新方法，是我國(guó)科學(xué)家在量子基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的又一重大突破，有望進(jìn)一步推動(dòng)量子計(jì)算相關(guān)應(yīng)用的落地。

“可以自豪地說(shuō)，我國(guó)在量子信息科技領(lǐng)域整體上處于國(guó)際第一方陣，其中在量子通信應(yīng)用方面處于國(guó)際領(lǐng)先地位。”中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院研究員詹明生介紹，2023年，他們研發(fā)的原子絕對(duì)重力儀連續(xù)參加國(guó)際絕對(duì)重力儀比對(duì)，其核心指標(biāo)和技術(shù)成熟度已達(dá)到替代傳統(tǒng)超越經(jīng)典的水平；他們研發(fā)的集成化原子量子計(jì)算原型機(jī)走出了實(shí)驗(yàn)室，在國(guó)際舞臺(tái)上展示出我國(guó)量子前沿技術(shù)應(yīng)用的研發(fā)實(shí)力。

量子信息產(chǎn)業(yè)助力生產(chǎn)力變革

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……郭國(guó)平認(rèn)為，量子通信、量子計(jì)算和量子測(cè)量等量子信息技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要方向之一，有望形成若干個(gè)產(chǎn)業(yè)賽道，助力生產(chǎn)力變革。

“和穩(wěn)定運(yùn)行的量子計(jì)算機(jī)對(duì)比，現(xiàn)有最快算力的計(jì)算機(jī)如同一把算盤(pán)。”在“本源悟空”硬件科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、安徽省量子計(jì)算工程研究中心副主任孔偉成博士看來(lái)，由量子計(jì)算構(gòu)建起的新一代計(jì)算體系，是一個(gè)超級(jí)“工業(yè)加速器”。

“以藥物研發(fā)領(lǐng)域?yàn)槔孔佑?jì)算機(jī)的強(qiáng)大算力可以快速找到一個(gè)自然界并不存在的分子結(jié)構(gòu)，從而幫助制藥企業(yè)縮短新藥研發(fā)時(shí)間，使其藥品研發(fā)能力在全球獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”孔偉成說(shuō)，當(dāng)量子計(jì)算機(jī)實(shí)用化以后，智能制造、金融分析、新材料研發(fā)、石油勘探、人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域需要超大計(jì)算量的難題，均可交給量子計(jì)算機(jī)又快又好地完成。

但是，量子技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化，還有一段很長(zhǎng)的路要走。詹明生認(rèn)為，目前，國(guó)內(nèi)量子技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)剛剛起步，面臨產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、落地技術(shù)壁壘高、投入大、人才短缺、商業(yè)模式不成熟等諸多困難，加大量子科技成果落地、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用推廣，培育壯大自主的量子產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈至關(guān)重要。

加速?gòu)浐涎邪l(fā)和應(yīng)用之間的“斷層”

郭國(guó)平表示，放眼國(guó)際，量子計(jì)算的研發(fā)已步入由龍頭企業(yè)主導(dǎo)，研發(fā)和應(yīng)用“雙向驅(qū)動(dòng)”的格局，新產(chǎn)品、新突破持續(xù)迭代。而國(guó)內(nèi)研發(fā)和應(yīng)用之間“斷層”仍然較為明顯，加大量子計(jì)算成果轉(zhuǎn)化的緊迫性不言而喻。

政府工作報(bào)告提出，要開(kāi)辟量子技術(shù)、生命科學(xué)等新賽道，創(chuàng)建一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)區(qū)。

“讓量子計(jì)算真正走出實(shí)驗(yàn)室，需要多部門協(xié)同推進(jìn)量子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，集中力量突破重點(diǎn)關(guān)鍵問(wèn)題，特別是要發(fā)揮科技型企業(yè)引領(lǐng)作用，加大自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)軟硬件推廣應(yīng)用。”郭國(guó)平說(shuō)。基于過(guò)去一年的調(diào)研和實(shí)踐，他從國(guó)家算力布局、量子計(jì)算金融、量子計(jì)算教育、量子芯片生產(chǎn)等多角度考慮，建議國(guó)家進(jìn)行中長(zhǎng)期戰(zhàn)略規(guī)劃，加大資金投入和相關(guān)人才培育，以推動(dòng)量子科技產(chǎn)業(yè)迭代發(fā)展。

“當(dāng)前，需根據(jù)國(guó)家戰(zhàn)略需求和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，做好未來(lái)5～10年我國(guó)在量子信息領(lǐng)域的重點(diǎn)研判，率先建立下一代安全、高效、自主、可控的信息技術(shù)體系。”詹明生建議，政府相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)做好人才及金融配套支持政策，鼓勵(lì)上下游企業(yè)與量子技術(shù)企業(yè)協(xié)同探索拓展量子技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景和商業(yè)模式，讓更多人關(guān)注和參與到量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中來(lái)。此外，還應(yīng)通過(guò)加強(qiáng)國(guó)際合作和交流，發(fā)起具有國(guó)際影響力的量子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，積極參與全球量子產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建，提升國(guó)際產(chǎn)業(yè)話語(yǔ)權(quán)。