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作者:徐海濤 汪奧娜 馬姝瑞 來源:新華網 發布時間:2020/10/22 19:33:54
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量子科技產業化:“無人區”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算,最有可能先實用化的是量子測量……記者近日在我國量子產業的重要聚集地安徽合肥采訪獲悉,在這片產業“無人區”里,一批中國企業正與國外企業站在同一起點,為擁抱產業化浪潮加速“奔跑”。

量子通信:從“天地一體化”走向大眾生活

早上9點,在位于合肥高新區的科大國盾量子技術股份有限公司,表面貼裝生產車間已開始運轉,經過光學檢測后的電路板,正堆疊起來等待下一步工序。

作為今年7月在科創板上市的“量子科技第一股”,國盾量子創立已有11年。公司生產負責人徐炎介紹,為保障國家廣域量子保密通信骨干網絡一期項目相關設備在今年底前按時交付,公司已連續多日加班加點。

近年來成功研制“墨子號”量子衛星與量子通信“京滬干線”,使中國成為世界量子通信應用的領先者。兩者結合,中國與奧地利實現了世界首次洲際量子保密通信,標志著構建出天地一體化的廣域量子通信網絡雛形。

目前,量子通信的產業化方向主要在“保密通信”,與傳統通信相結合,提高信息傳輸的安全性。

“基于量子的‘不可克隆定理’,量子通信能夠實現不怕破解的長期安全。”國盾量子總裁趙勇說,未來將量子計算、量子測量等功能融入,最終可實現高安全性的“量子互聯網”。

“我們正在與通信、金融等行業深度合作,開發更經濟、更便于終端接入的軟硬件產品,拓展2C端用戶。”國盾量子解決方案經理張如通說,他們已開發出量子安全U盾、安全手機等,未來將有更多產品走入大眾生活。

量子計算:日夜兼程攻關“超級機器”

今年9月,我國首個6比特超導量子計算云平臺正式上線,由中國科學技術大學郭光燦院士團隊的成果轉化企業合肥本源量子計算科技有限公司研發,基于自主研發的量子計算機“悟源”,保真度、相干時間等技術指標達到國際先進水平。

對大眾來說,量子計算是一個新奇事物。相比電子計算機,量子計算機理論上運算能力將有指數級增長,在密碼分析、氣象預報、石油勘探、藥物設計等領域很有前景,被認為將是下一代信息革命的關鍵動力。

但研制難度超乎想象。“量子計算對環境要求特別高,不僅要超低溫,還要‘超潔凈’,極其微弱的噪聲、光線、磁場和微小顆粒都會擾亂信號,整個系統非常復雜、困難。”本源公司輪值董事長孔偉成比喻,研制量子計算機就像“用一個一個的原子壘起一座金字塔”。

十幾年來,在中科大的實驗室里,有一批科研人員為了量子計算機的夢想日夜奮斗。他們先后實現了單比特、2比特、3比特、6比特的量子芯片,開發出量子測控一體機、量子編程語言QRunes。他們取得了國內多項零的突破,跟上了國際先進科研機構的節奏。

“從早晨7點到晚上12點,我們每天都有人在實驗室。”本源公司副總裁張輝說,他們正在研發下一代量子芯片,預計明年底推出20比特的量子計算機,未來3年實現50比特到100比特的量子計算機。

量子測量:“原子級”精密產業見曙光

相比量子通信、量子計算,量子測量顯得更為神秘。它的應用涵蓋科研、醫療、地質、能源、災害預防等。

國儀量子(合肥)技術有限公司是國內最早成立的量子測量企業,技術源于科院院士杜江峰領導的科研團隊。

“量子測量的精度可以達到原子量級。”國儀公司副總經理張偉介紹,傳統測量技術最小只能探測到微米量級,而量子技術可以精細千倍、萬倍到納米、亞納米量級,帶來革命性的技術進步。

比如將量子測量用于電網,可以精確監測電流、電壓。用于探礦,可以邊鉆井邊測量周邊地質成分。用于醫療,可以精確分析血液微量物質含量。

目前在量子領域,中國的論文和專利數量位居全球第二位。國內外的量子測量研究都剛從實驗室走向市場,大家處于同一起跑線。

國儀量子開發的脈沖式電子順磁共振波譜儀等產品已上市,與能源和電力行業進行了合作研發。近期,他們還將發布4款新產品。

“現在量子測量設備在體積、功耗等方面尚存不足,需要加強研發,也需要培育一批配套企業,形成產業鏈共同提高工程化水平。”張偉說,公司現在全力以赴往前沖,不斷有新技術冒出來,相信產業前景將是一片藍海。

 
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