在量子科技發(fā)展“進行時”中奮進

從大數(shù)據(jù)到人工智能、區(qū)塊鏈，再到量子科技，近年來，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)時強調(diào)，當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，科技創(chuàng)新是其中一個關(guān)鍵變量。我們要于危機中育先機、于變局中開新局，必須向科技創(chuàng)新要答案。要充分認識推動量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性，加強量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局，把握大趨勢，下好先手棋。

“國家在科技創(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)具有重要推動作用?！眹@量子科技發(fā)展等問題，多位專家接受了《中國科學(xué)報》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)，看到國家對基礎(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，也非常受鼓舞?！碑?dāng)天，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)副校長、北京量子信息科學(xué)研究院（以下簡稱“北京量子院”）院長薛其坤就量子科技問題進行了講解，提出了意見和建議。

“這充分說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?！北本┦锌茖W(xué)技術(shù)委員會主任、北京量子院理事會副理事長許強接受《中國科學(xué)報》采訪時表示，當(dāng)前，全球已進入數(shù)字經(jīng)濟時代，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)略價值。

在此前的2020 創(chuàng)新之源大會上，薛其坤就曾指出，第二次量子技術(shù)革命真的來了?！暗谝淮瘟孔蛹夹g(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。而第二次量子技術(shù)革命，是從主動操控量子態(tài)、量子效應(yīng)，去發(fā)展量子技術(shù)和應(yīng)用?！?/p>

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

而加強基礎(chǔ)研究突破和前沿科技創(chuàng)新，“正當(dāng)其時?！眳窃懒颊f，過去我們都是以跟蹤學(xué)習(xí)、消化吸收為主，到目前我國在許多科技領(lǐng)域已經(jīng)進入領(lǐng)跑、引領(lǐng)的階段，“在這種時候，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，其能力看起來還比較弱，但隨著不斷發(fā)展，其在計算等方面的能力，一定會超乎人們的想象?！鼻迦A大學(xué)物理系教授龍桂魯向《中國科學(xué)報》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，但它長大后就會顯示出巨大的威力?！?/p>

面對科技創(chuàng)新發(fā)展的重要歷史時期，“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)貫徹落實好國家的戰(zhàn)略部署，不斷學(xué)習(xí)，創(chuàng)造新知識，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?！毖ζ淅ふf。

加強重點領(lǐng)域科研攻關(guān)

龍桂魯團隊早在2000 年就曾原創(chuàng)提出“量子直接通信技術(shù)”，并成功研制出了國際上第一臺具有實用價值的樣機。2019 年，龍桂魯團隊又開發(fā)出了“全量子本征求解器（FQE）”，這是一款量子計算機“應(yīng)用軟件”，能在量子計算機上完成分子基態(tài)能級和對應(yīng)的電子結(jié)構(gòu)的全部計算。

“目前，量子計算機在一些特定問題處理上，已經(jīng)顯現(xiàn)出超越最強經(jīng)典計算機的能力，這個標記叫作‘量子霸權(quán)’。”龍桂魯說，現(xiàn)在量子科技發(fā)展正處于“進行時”，有許多科學(xué)問題需要攻關(guān)。

2016 年，墨子號量子科學(xué)實驗衛(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。中國科學(xué)院院士、中國科技大學(xué)教授潘建偉團隊，在量子保密通信等方面也取得了一系列重大突破。

薛其坤認為，目前要加強量子信息技術(shù)的三大領(lǐng)域研發(fā)。其中，量子計算包括硬件、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，量子測量、傳感和計算是應(yīng)用最廣泛的方面。

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

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)動的，要靠科學(xué)問題驅(qū)動。而這需要長期的積累、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?！?/p>

許強表示，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)計劃，打造體系化、高層次量子科技人才培養(yǎng)平臺?！氨本┮褬?gòu)建了強有力、按需保障、穩(wěn)定支持的政策體系?！?/p>

許強表示，要大力加強量子科技相關(guān)人才引進與培養(yǎng)，出臺科研人員住房、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，努力營造良好的科研環(huán)境，讓科學(xué)家心無旁騖搞科研。

努力推動產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新

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

薛其坤表示，目前我國量子科技領(lǐng)域研究水平與國外相差不大，今后要重點做好成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化等工作?！白屃孔涌萍佳芯康某晒皶r轉(zhuǎn)化，提高轉(zhuǎn)化效率，是值得重視的問題。”

事實上，目前我國量子通信科技研究和產(chǎn)業(yè)化已實現(xiàn)局部領(lǐng)先，國內(nèi)已經(jīng)有了初步的產(chǎn)業(yè)鏈。國盾量子等多家企業(yè)在積極推動量子科技的產(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)用和實際用戶不斷擴展，才能形成‘網(wǎng)絡(luò)建設(shè)-接入應(yīng)用-網(wǎng)絡(luò)擴容’的良性循環(huán)?！币晃粊碜云髽I(yè)的負責(zé)人告訴《中國科學(xué)報》。

許強表示，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)合組建團隊，啟動超短超強激光器、量子直接通信2 個產(chǎn)業(yè)化項目。

“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。”吳岳良說。

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，不斷探索實施人才“兼聘兼薪”等體制機制創(chuàng)新模式，借力北京市科技創(chuàng)新基金等力量，為我國量子科技發(fā)展做出更多貢獻。