量子科技產(chǎn)業(yè)化：“無(wú)人區(qū)”里“加速跑”
最有知名度的是量子通信，最有想象力的是量子計(jì)算，最有可能先實(shí)用化的是量子測(cè)量……記者近日在我國(guó)量子產(chǎn)業(yè)的重要聚集地安徽合肥采訪獲悉，在這片產(chǎn)業(yè)“無(wú)人區(qū)”里，一批中國(guó)企業(yè)正與國(guó)外企業(yè)站在同一起點(diǎn)，為擁抱產(chǎn)業(yè)化浪潮加速“奔跑”。
量子通信：從“天地一體化”走向大眾生活
早上9點(diǎn)，在位于合肥高新區(qū)的科大國(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司，表面貼裝生產(chǎn)車間已開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)光學(xué)檢測(cè)后的電路板，正堆疊起來(lái)等待下一步工序。
作為今年7月在科創(chuàng)板上市的“量子科技第一股”，國(guó)盾量子創(chuàng)立已有11年。公司生產(chǎn)負(fù)責(zé)人徐炎介紹，為保障國(guó)家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)一期項(xiàng)目相關(guān)設(shè)備在今年底前按時(shí)交付，公司已連續(xù)多日加班加點(diǎn)。
近年來(lái)成功研制“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星與量子通信“京滬干線”，使中國(guó)成為世界量子通信應(yīng)用的領(lǐng)先者。兩者結(jié)合，中國(guó)與奧地利實(shí)現(xiàn)了世界首次洲際量子保密通信，標(biāo)志著構(gòu)建出天地一體化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)雛形。
目前，量子通信的產(chǎn)業(yè)化方向主要在“保密通信”，與傳統(tǒng)通信相結(jié)合，提高信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>
“基于量子的‘不可克隆定理’，量子通信能夠?qū)崿F(xiàn)不怕破解的長(zhǎng)期安全�！眹�(guó)盾量子總裁趙勇說(shuō)，未來(lái)將量子計(jì)算、量子測(cè)量等功能融入，最終可實(shí)現(xiàn)高安全性的“量子互聯(lián)網(wǎng)”。 “我們正在與通信、金融等行業(yè)深度合作，開(kāi)發(fā)更經(jīng)濟(jì)、更便于終端接入的軟硬件產(chǎn)品，拓展2C端用戶。”國(guó)盾量子解決方案經(jīng)理張如通說(shuō)，他們已開(kāi)發(fā)出量子安全U盾、安全手機(jī)等，未來(lái)將有更多產(chǎn)品走入大眾生活。
量子計(jì)算：日夜兼程攻關(guān)“超級(jí)機(jī)器”
今年9月，我國(guó)首個(gè)6比特超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)正式上線，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)的成果轉(zhuǎn)化企業(yè)合肥本源量子計(jì)算科技有限公司研發(fā)，基于自主研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)“悟源”，保真度、相干時(shí)間等技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
對(duì)大眾來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算是一個(gè)新奇事物。相比電子計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)理論上運(yùn)算能力將有指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，在密碼分析、氣象預(yù)報(bào)、石油勘探、藥物設(shè)計(jì)等領(lǐng)域很有前景，被認(rèn)為將是下一代信息革命的關(guān)鍵動(dòng)力。
但研制難度超乎想象。“量子計(jì)算對(duì)環(huán)境要求特別高，不僅要超低溫，還要‘超潔凈’，極其微弱的噪聲、光線、磁場(chǎng)和微小顆粒都會(huì)擾亂信號(hào)，整個(gè)系統(tǒng)非常復(fù)雜、困難�！北驹垂据喼刀麻L(zhǎng)孔偉成比喻，研制量子計(jì)算機(jī)就像“用一個(gè)一個(gè)的原子壘起一座金字塔”。
十幾年來(lái)，在中科大的實(shí)驗(yàn)室里，有一批科研人員為了量子計(jì)算機(jī)的夢(mèng)想日夜奮斗。他們先后實(shí)現(xiàn)了單比特、2比特、3比特、6比特的量子芯片，開(kāi)發(fā)出量子測(cè)控一體機(jī)、量子編程語(yǔ)言QRunes。他們?nèi)〉昧藝?guó)內(nèi)多項(xiàng)零的突破，跟上了國(guó)際先進(jìn)科研機(jī)構(gòu)的節(jié)奏。
“從早晨7點(diǎn)到晚上12點(diǎn)，我們每天都有人在實(shí)驗(yàn)室�！北驹垂靖笨偛脧堓x說(shuō)，他們正在研發(fā)下一代量子芯片，預(yù)計(jì)明年底推出20比特的量子計(jì)算機(jī)，未來(lái)3年實(shí)現(xiàn)50比特到100比特的量子計(jì)算機(jī)。
量子測(cè)量：“原子級(jí)”精密產(chǎn)業(yè)見(jiàn)曙光
相比量子通信、量子計(jì)算，量子測(cè)量顯得更為神秘。它的應(yīng)用涵蓋科研、醫(yī)療、地質(zhì)、能源、災(zāi)害預(yù)防等。
國(guó)儀量子（合肥）技術(shù)有限公司是國(guó)內(nèi)最早成立的量子測(cè)量企業(yè)，技術(shù)源于中科院院士杜江峰領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)。
“量子測(cè)量的精度可以達(dá)到原子量級(jí)�！眹�(guó)儀公司副總經(jīng)理張偉介紹，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)最小只能探測(cè)到微米量級(jí)，而量子技術(shù)可以精細(xì)千倍、萬(wàn)倍到納米、亞納米量級(jí)，帶來(lái)革命性的技術(shù)進(jìn)步。
比如將量子測(cè)量用于電網(wǎng)，可以精確監(jiān)測(cè)電流、電壓。用于探礦，可以邊鉆井邊測(cè)量周邊地質(zhì)成分。用于醫(yī)療，可以精確分析血液微量物質(zhì)含量。
目前在量子領(lǐng)域，中國(guó)的論文和專利數(shù)量位居全球第二位。國(guó)內(nèi)外的量子測(cè)量研究都剛從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，大家處于同一起跑線。
國(guó)儀量子開(kāi)發(fā)的脈沖式電子順磁共振波譜儀等產(chǎn)品已上市，與能源和電力行業(yè)進(jìn)行了合作研發(fā)。近期，他們還將發(fā)布4款新產(chǎn)品。
“現(xiàn)在量子測(cè)量設(shè)備在體積、功耗等方面尚存不足，需要加強(qiáng)研發(fā)，也需要培育一批配套企業(yè)，形成產(chǎn)業(yè)鏈共同提高工程化水平。”張偉說(shuō)，公司現(xiàn)在全力以赴往前沖，不斷有新技術(shù)冒出來(lái)，相信產(chǎn)業(yè)前景將是一片藍(lán)海。
