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量子力学迎来多项基础科研突破,中国量子科技进入快车道

 

  12月以来,中国在量子力学领域迎来了多个基础科研突破。

  本月初,中国量子计算原型机“九章”问世,这意味着中国在量子计算领域上所取得了具有里程碑意义的突破。继美国之后,中国成为第二个实现“量子优越性”的国家。

  几近同时,中国的量子通信技术也迎来了“高光时刻”。

  


  这是100模式相位稳定干涉仪:光量子干涉装置集成在20cm*20cm的超低膨胀稳定衬底玻璃上, 用于实现50路单模压缩态间的两两干涉,并高精度地锁定任意两路光束间的相位。12月4日,中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”,求解数学算法高斯玻色取样只需200秒。 新华社图

  近日,据中国科学技术大学消息,中科院院士郭光灿团队在高维量子通信研究中取得重要进展。该团队李传锋、柳必恒研究组利用六光子系统实验实现了高效的高维量子隐形传态,建立远距离量子网络的打下基础。该成果2日发表在国际期刊《物理评论快报(Physical Review Letters)》上。

  在量子密钥分发(MDI-QKD)上,中科院院士潘建伟及其同事彭承志、张强等与清华大学王向斌、中科院上海微系统所尤立星等人合作,实现真实环境中的远距离量子干涉,这是国际上第一次将MDI-QKD拓展到自由空间。23日,美国物理协会(APS)在线杂志《Physics》以一篇名为“量子物理保证无线通信安全”的文章专门对该工作做了报道。

  第一财经记者注意到,这项成果于24日罕见地以编辑推荐(Editors’ Suggestion)的形式发表在《物理评论快报(Physical Review Letters)》上。

  


  量子通信和量子计算是目前量子科技领域的两大研究方向。在量子通信领域,量子密钥分发和量子隐形传态则为其发展的两大技术关卡。据悉,量子隐形传态技术仍处于实验室阶段,已经进行实际应用的为量子密钥分发技术。

  一名从事量子通信研究的科研人员告诉第一财经,当前,量子领域基础科研走在了应用的前面。虽然量子通信的应用门槛比量子计算要低,但其适用范围仍集中于国防安全、新基建、政务等领域,如何真正走向C端,惠及民生还待进一步推广。

  天眼查专业版数据显示,以工商登记为准,我国目前有超过4200家量子领域相关企业,85%的相关企业新增于5年之内。从行业分布上看,44%的量子领域相关企业分布在科学研究和技术服务业,13%分布在信息传输、软件和信息技术服务业。

  清华大学副校长、中科院院士薛其坤此前曾表示,中国正对量子信息技术研究和应用方面加大支持力度,突破瓶颈障碍,聚力加快发展。

  根据《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》,量子信息被定位为“十四五”科技创新 7 个重要的发展领域之一。

  公开资料显示,不少省市的“新基建”政策和“十四五”规划中,也都出现了“量子”的身影。

  北京市《加快新型基础设施建设行动方案(2020-2022年)》中提到,围绕脑科学、量子科学、人工智能等前沿领域,加快推动北京量子信息科学研究院、北京脑科学与类脑研究中心、北京智源人工智能研究院、北京应用数学研究院等新型研发机构建设。

  在安徽“十四五”规划建议中也明确,支持建设量子信息创新成果策源地和产业发展集聚区,在技术源头、技术溢出和产业孵化、产业扩增等环节加快形成量子信息产业创新链,打造具有全球影响力的“量子中心”。

  据悉,我国计划2030年左右率先建成全球化的广域量子保密通信网络,并在此基础上,构建信息充分安全的“量子互联网”。

  随着量子计算领域的国际竞争加剧,“九章”量子计算原型机的诞生,是否意味着我国在“量子争霸”上已经取得胜利?未来将如何布局科研?

  潘建伟在近日的一次公开论坛上称,“九章”量子计算原型机在算法上的领先,是暂时性的优势,意味着中国进入了量子计算领域的第一方队。在未来5-10年,量子计算的基础科研将聚焦于量子纠错,解决若干超级计算机无法胜任的具有重大实用价值的问题。

  

  

 

 



 


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