對話薛其坤院士

許諾

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

據(jù)新華社報道，10月16日中共中央政治局集體學(xué)習(xí)時就量子技術(shù)進行講解并提出意見和建議的專家，是清華大學(xué)副校長、中國科學(xué)院院士薛其坤。近日，記者就我國量子科技發(fā)展的現(xiàn)狀以及對經(jīng)濟的促進作用、世界量子科技發(fā)展趨勢、如何培養(yǎng)人才和發(fā)展量子科技等話題采訪了薛其坤院士。他表示，量子計算會顛覆性提高信息運算處理速度，量子通信會大幅度提升通信安全性，量子精密測量和傳感技術(shù)會在未來數(shù)字時代和萬物互聯(lián)時代有著廣泛的應(yīng)用。

薛其坤強調(diào)，總體上看，我國已經(jīng)具備了在量子科技領(lǐng)域的科技實力和創(chuàng)新能力，但是還要加強關(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?、工程化轉(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。能否通俗地介紹一下量子科技及其應(yīng)用場景？

其實，量子科技并不是一個很新的事情，距離我們也并不遙遠。比如，量子力學(xué)已經(jīng)建立了100多年，是人類探究微觀世界的重大成果，是關(guān)于微觀物質(zhì)世界運動規(guī)律的理論體系，與相對論一起構(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，是從認識量子世界、發(fā)現(xiàn)量子效應(yīng)到發(fā)展量子技術(shù)應(yīng)用。信息時代的關(guān)鍵核心技術(shù)，如晶體管、激光、硬盤、GPS等是第一代量子技術(shù)的成果。

目前我們已經(jīng)進入第二次量子技術(shù)革命時代，是通過主動人工設(shè)計和操控量子態(tài)發(fā)展量子技術(shù)和應(yīng)用。量子計算會顛覆性提高信息運算處理速度，量子通信會大幅度提升通信安全性，量子精密測量和傳感技術(shù)會在未來數(shù)字時代和萬物互聯(lián)時代有著廣泛的應(yīng)用。如，現(xiàn)代信息技術(shù)、計算機、通信進一步發(fā)展，還有高密度信息存儲、全球定位系統(tǒng)，都是量子技術(shù)一些隱形的應(yīng)用。

實際上，隨著信息時代的到來，我們現(xiàn)在談的量子計算機和量子通信就是第二代的量子技術(shù)，更著重于主動去設(shè)計一個量子系統(tǒng)發(fā)展量子應(yīng)用。得益于量子保密通信高度安全性，量子通信在國防、財務(wù)和金融專網(wǎng)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。如果說地面量子通信構(gòu)建了一張連接每個城市、每個信息傳輸點的“網(wǎng)”，那么量子科學(xué)實驗衛(wèi)星就像一桿將這張網(wǎng)射向太空的“標槍”。

記者：未來量子科技還將在哪些行業(yè)取得廣泛應(yīng)用？

未來，量子科技不但使我們計算機的計算能力提高，通信更快，還有傳感技術(shù)更靈敏，信息精度越來越精確，這些方面都會有大幅提高。同時，還對未來的數(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)略價值，是一項對傳統(tǒng)技術(shù)體系產(chǎn)生沖擊、進行重構(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：如何理解我國量子科技取得的實力與創(chuàng)新能力？

近年來，量子科技的基礎(chǔ)研究有不少亮點，在量子精密測量傳感上也有不少進展。比如說我們北斗用的時間測量系統(tǒng)，定位提高到一個很高的精度，這就是量子科技在全球定位或者是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的一個重要應(yīng)用。最近在量子衛(wèi)星上的一個實驗，做到了千公里級的量子密鑰分發(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、量子計算，包括精密測量和傳感上，我們國家都有很多可圈可點的東西。同時，這些年我國加大了對量子科技的研究投入，技術(shù)創(chuàng)新活躍，我國科技工作者在量子科技上奮起直追，取得一批具有國際影響力的重大創(chuàng)新成果，包括量子反?；魻栃?yīng)的實驗發(fā)現(xiàn)、“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的發(fā)射等。

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

記者：我國量子科技發(fā)展還存在哪些短板？面臨哪些挑戰(zhàn)？

實際上，我們在量子科技、量子技術(shù)上的短板，和我們現(xiàn)在信息技術(shù)的短板有點類似，比如說支撐設(shè)備、關(guān)鍵核心元器件等方面，也涉及到量子技術(shù)的一些問題，所以，我覺得加強關(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。

實際上，在短時間內(nèi)量子科技有一些是可以贏得經(jīng)濟和社會的發(fā)展，但是，很多還屬于基礎(chǔ)研究，比如說量子計算，現(xiàn)在國際上提出來的技術(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訌妵H合作，加強人才培養(yǎng)、后備人才的培養(yǎng)等等，因為涉及到很基礎(chǔ)層面的科學(xué)突破，才能最后使量子計算機的發(fā)展走上一個可行的、工程化的階段。

記者：我國量子科技發(fā)展的切入點和突破口是什么？

近年來，世界主要科技強國近期均出臺了國家層面的量子信息技術(shù)戰(zhàn)略計劃。2018年美國出臺了《量子信息科學(xué)國家戰(zhàn)略綱要》，正建設(shè)量子網(wǎng)絡(luò);英國聯(lián)合新加坡啟動了量子衛(wèi)星項目;德國、法國等19個歐盟成員國于2018年正式啟動“量子旗艦計劃”，未來10年計劃投入10億歐元開發(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)濟刺激計劃中，特設(shè)“量子專項”，再投入20億歐元。

目前，我國已在量子信息技術(shù)研究和應(yīng)用方面也加大支持力度。未來，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?、工程化轉(zhuǎn)化的速度和效率非常重要。所以，在剛開始部署時就考慮到產(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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◎ 來源| 新京報（有刪減）