量子科技 中国“快进”(2)

今年，中国科学家在量子通信领域同样取得诸多成果——

3月，中国科学技术大学潘建伟团队等研究人员实现了500公里级真实环境光纤的双场量子密钥分发和相位匹配量子密钥分发，传输距离达到509公里，创造了新的世界纪录。

5月，中国科研团队在国际物理学权威期刊《现代物理评论》上发表论文，系统阐述了量子密码的原理、理论和实验技术，为量子密码的广泛应用以及标准化制定奠定了基础。

今年9月，郭光灿院士团队与奧地利同行合作，首次实现了高保真度的32维量子纠缠态，显著提高了量子通信的信道容量，创造了当前世界最高水平。

量子计算抢占先机

量子计算同样是各国竞相布局的量子科技领域。

与传统计算机相比，量子计算机有独特优势。传统计算机的运算单位比特只有0和1两种状态。而在量子计算机里，由于量子叠加态的存在，1个量子比特可同时记录0和1两个状态。如果计算机操纵的量子数目增多，就会以指数级增长提升计算机的运算速度，计算能力潜力巨大。

随着运算能力的提升，社会生活的诸多领域都有望迎来“革命”——提高农作物产量、指导科学的城市交通规划、促进新药研发、实现高精度的天气预报……专家表示，量子计算将极大促进当前人工智能及其应用的发展，深刻地改变包括基础教育在内的众多领域。

近年来，在量子计算领域，世界各个科技发达国家群雄逐鹿，IBM、谷歌、微软等企业你追我赶，通过不同技术路径实现对更多量子比特的操纵。去年10月，谷歌研究人员在《自然》杂志发表论文称，已成功演示“量子霸权”，让量子系统花费约200秒完成传统超级计算机要1万年才能完成的任务。

所谓“量子霸权”，即量子计算机在某个特定问题上的计算能力超过传统计算机，解决传统计算机在合理时间范围内无法解决的复杂难题。尽管多方对于谷歌的研究成果仍存质疑，但毫无疑问，量子计算机已经接近超越传统计算机的运算能力和应用前景。

通过科学家的奋力追赶，在量子计算领域，中国整体上与发达国家处于同一水平线。近年来，多支科研团队在量子计算领域取得阶段性成果。去年年底，潘建伟等学者与德国、荷兰的科学家合作，在国际上首次实现了20光子输入60×60模式干涉线路的玻色取样量子计算，在四大关键指标上均大幅刷新国际纪录，逼近实现量子计算研究的重要目标“量子霸权”。

而在企业方面，百度、阿里巴巴、腾讯、华为等科技企业也相继出台了量子计算研究计划。今年9月，中国企业自主研发的6比特超导量子计算云平台正式上线，全球用户可以在线体验来自中国的量子计算服务。

战略布局已成全球共识

当前，在量子科技领域整合科技资源、集中力量突破，已在主要发达国家中形成广泛共识。欧美发达国家的政府、科研机构和产业资本正在加速进行战略部署，大幅度增加研发投入，对中国取得的局部领先优势发起强烈冲击。

在欧洲，欧盟早在2016年就宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目，迎接“第二次量子革命”。德国日前表示，计划在2021年建成该国首台量子计算机，并在5到10年后推动相关新技术在工业领域的应用。

美国于2018年启动“国家量子行动法案”。今年7月，美国能源部公布了量子互联网发展的战略蓝图，提出要确保美国处于全球量子竞赛的前列，引领通信新时代。近日，美国还开通了国家量子协调办公室网站，并发布了聚焦八大研究领域的《量子前沿报告》。

日本为了加强科技实力，今年宣布对其文部科学省机构进行大幅调整，加速基础研究和国际竞争日益激烈的前沿技术的研发工作。其中，设置专门机构推动科研工作，对包括量子技术在内的新兴领域进行统一管理。此外，日本国内研究机构和大学也开始下大力气培养肩负未来的“量子人才”。

近年来，我国科技工作者在量子科技上奋起直追，取得一批具有国际影响力的重大创新成果。经过30多年努力，中国已崛起为国际量子科研版图上的重要力量，在多个战略方向上实现领跑或进入第一阵营。

对此，潘建伟指出，量子科技是事关国家安全和社会经济高质量发展的战略性领域，必须将创新主动权和发展主动权牢牢掌握在自己手中。特别需要面向长远目标，通过国家层面的顶层设计和前瞻布局，整合优势资源形成自主创新的体系化能力。

文章来源：《中国科技期刊研究》 网址: http://www.zgkjqkyjzz.cn/zonghexinwen/2020/1028/383.html