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量子科技产业化:“无人区”里“加速跑”

来源:新华网2020-10-23 16:10

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  新华社合肥10月22日电题:量子科技产业化:“无人区”里“加速跑”

  记者徐海涛、汪奥娜、马姝瑞

  最有知名度的是量子通信,最有想象力的是量子计算,最有可能先实用化的是量子测量……记者近日在我国量子产业的重要聚集地安徽合肥采访获悉,在这片产业“无人区”里,一批中国企业正与国外企业站在同一起点,为拥抱产业化浪潮加速“奔跑”。

  量子通信:从“天地一体化”走向大众生活

  早上9点,在位于合肥高新区的科大国盾量子技术股份有限公司,表面贴装生产车间已开始运转,经过光学检测后的电路板,正堆叠起来等待下一步工序。

  作为今年7月在科创板上市的“量子科技第一股”,国盾量子创立已有11年。公司生产负责人徐炎介绍,为保障国家广域量子保密通信骨干网络一期项目相关设备在今年底前按时交付,公司已连续多日加班加点。

  近年来成功研制“墨子号”量子卫星与量子通信“京沪干线”,使中国成为世界量子通信应用的领先者。两者结合,中国与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信,标志着构建出天地一体化的广域量子通信网络雏形。

  目前,量子通信的产业化方向主要在“保密通信”,与传统通信相结合,提高信息传输的安全性。

  “基于量子的‘不可克隆定理’,量子通信能够实现不怕破解的长期安全。”国盾量子总裁赵勇说,未来将量子计算、量子测量等功能融入,最终可实现高安全性的“量子互联网”。

  “我们正在与通信、金融等行业深度合作,开发更经济、更便于终端接入的软硬件产品,拓展2C端用户。”国盾量子解决方案经理张如通说,他们已开发出量子安全U盾、安全手机等,未来将有更多产品走入大众生活。

  量子计算:日夜兼程攻关“超级机器”

  今年9月,我国首个6比特超导量子计算云平台正式上线,由中国科学技术大学郭光灿院士团队的成果转化企业合肥本源量子计算科技有限公司研发,基于自主研发的量子计算机“悟源”,保真度、相干时间等技术指标达到国际先进水平。

  对大众来说,量子计算是一个新奇事物。相比电子计算机,量子计算机理论上运算能力将有指数级增长,在密码分析、气象预报、石油勘探、药物设计等领域很有前景,被认为将是下一代信息革命的关键动力。

  但研制难度超乎想象。“量子计算对环境要求特别高,不仅要超低温,还要‘超洁净’,极其微弱的噪声、光线、磁场和微小颗粒都会扰乱信号,整个系统非常复杂、困难。”本源公司轮值董事长孔伟成比喻,研制量子计算机就像“用一个一个的原子垒起一座金字塔”。

  十几年来,在中科大的实验室里,有一批科研人员为了量子计算机的梦想日夜奋斗。他们先后实现了单比特、2比特、3比特、6比特的量子芯片,开发出量子测控一体机、量子编程语言QRunes。他们取得了国内多项零的突破,跟上了国际先进科研机构的节奏。

  “从早晨7点到晚上12点,我们每天都有人在实验室。”本源公司副总裁张辉说,他们正在研发下一代量子芯片,预计明年底推出20比特的量子计算机,未来3年实现50比特到100比特的量子计算机。

  量子测量:“原子级”精密产业见曙光

  相比量子通信、量子计算,量子测量显得更为神秘。它的应用涵盖科研、医疗、地质、能源、灾害预防等。

  国仪量子(合肥)技术有限公司是国内最早成立的量子测量企业,技术源于中科院院士杜江峰领导的科研团队。

  “量子测量的精度可以达到原子量级。”国仪公司副总经理张伟介绍,传统测量技术最小只能探测到微米量级,而量子技术可以精细千倍、万倍到纳米、亚纳米量级,带来革命性的技术进步。

  比如将量子测量用于电网,可以精确监测电流、电压。用于探矿,可以边钻井边测量周边地质成分。用于医疗,可以精确分析血液微量物质含量。

  目前在量子领域,中国的论文和专利数量位居全球第二位。国内外的量子测量研究都刚从实验室走向市场,大家处于同一起跑线。

  国仪量子开发的脉冲式电子顺磁共振波谱仪等产品已上市,与能源和电力行业进行了合作研发。近期,他们还将发布4款新产品。

  “现在量子测量设备在体积、功耗等方面尚存不足,需要加强研发,也需要培育一批配套企业,形成产业链共同提高工程化水平。”张伟说,公司现在全力以赴往前冲,不断有新技术冒出来,相信产业前景将是一片蓝海。

 

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