量子科技有望催生一批未來產(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)變革的國際前沿焦點，也是全國兩會期間代表委員關(guān)注的熱點。

令代表委員振奮的是，今年政府工作報告指出，過去一年，科技創(chuàng)新實現(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)。

“以量子計算技術(shù)為代表的量子科技，在面向‘十四五乃至更長遠的未來，有望成為中國在全球科技產(chǎn)業(yè)中開辟新領(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，全國人大代表、中國科學(xué)院量子信息重點實驗室副主任、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭國平接受筆者采訪時表示，未來10年是量子技術(shù)進步、商用水平提升、產(chǎn)業(yè)合作格局進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)問世后孕育出來。近年來，安徽、湖北等地加快推進量子科技產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，加速推動量子科技成果轉(zhuǎn)化，打造量子科研高地和產(chǎn)業(yè)高地。

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

“我國的量子計算技術(shù)目前正處于從實驗室研發(fā)向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的過渡階段，科研機構(gòu)和企業(yè)正在積極探索和開發(fā)量子計算技術(shù)與應(yīng)用，并努力推動量子計算技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！惫鶉浇榻B，當(dāng)前，全球主要國家均加入量子計算機賽道，布局自主量子計算機產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展已成為我國當(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)教授團隊提出的“玻色編碼糾錯延長量子比特壽命”研究成果，入選2023年度中國科學(xué)十大進展。該成果找到一種量子糾錯新方法，是我國科學(xué)家在量子基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的又一重大突破，有望進一步推動量子計算相關(guān)應(yīng)用的落地。

“可以自豪地說，我國在量子信息科技領(lǐng)域整體上處于國際第一方陣，其中在量子通信應(yīng)用方面處于國際領(lǐng)先地位?！敝袊茖W(xué)院精密測量科學(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)的原子絕對重力儀連續(xù)參加國際絕對重力儀比對，其核心指標(biāo)和技術(shù)成熟度已達到替代傳統(tǒng)超越經(jīng)典的水平；他們研發(fā)的集成化原子量子計算原型機走出了實驗室，在國際舞臺上展示出我國量子前沿技術(shù)應(yīng)用的研發(fā)實力。

量子信息產(chǎn)業(yè)助力生產(chǎn)力變革

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

“和穩(wěn)定運行的量子計算機對比，現(xiàn)有最快算力的計算機如同一把算盤。”在“本源悟空”硬件科研團隊負(fù)責(zé)人、安徽省量子計算工程研究中心副主任孔偉成博士看來，由量子計算構(gòu)建起的新一代計算體系，是一個超級“工業(yè)加速器”。

“以藥物研發(fā)領(lǐng)域為例，量子計算機的強大算力可以快速找到一個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)時間，使其藥品研發(fā)能力在全球獲得競爭優(yōu)勢?！笨讉コ烧f，當(dāng)量子計算機實用化以后，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)域需要超大計算量的難題，均可交給量子計算機又快又好地完成。

但是，量子技術(shù)從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，還有一段很長的路要走。詹明生認(rèn)為，目前，國內(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。

加速彌合研發(fā)和應(yīng)用之間的“斷層”

郭國平表示，放眼國際，量子計算的研發(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”的格局，新產(chǎn)品、新突破持續(xù)迭代。而國內(nèi)研發(fā)和應(yīng)用之間“斷層”仍然較為明顯，加大量子計算成果轉(zhuǎn)化的緊迫性不言而喻。

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

“讓量子計算真正走出實驗室，需要多部門協(xié)同推進量子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，集中力量突破重點關(guān)鍵問題，特別是要發(fā)揮科技型企業(yè)引領(lǐng)作用，加大自主知識產(chǎn)權(quán)軟硬件推廣應(yīng)用?！惫鶉秸f?；谶^去一年的調(diào)研和實踐，他從國家算力布局、量子計算金融、量子計算教育、量子芯片生產(chǎn)等多角度考慮，建議國家進行中長期戰(zhàn)略規(guī)劃，加大資金投入和相關(guān)人才培育，以推動量子科技產(chǎn)業(yè)迭代發(fā)展。

“當(dāng)前，需根據(jù)國家戰(zhàn)略需求和國際競爭態(tài)勢，做好未來5～10年我國在量子信息領(lǐng)域的重點研判，率先建立下一代安全、高效、自主、可控的信息技術(shù)體系?！闭裁魃ㄗh，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。此外，還應(yīng)通過加強國際合作和交流，發(fā)起具有國際影響力的量子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，積極參與全球量子產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建，提升國際產(chǎn)業(yè)話語權(quán)。