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量子 產業崛起新高地

發布時間:2019-04-12

  量子信息技術,是各國競相角逐的前沿科技。全國兩會上,全國政協委員、中國科大常務副校長潘建偉院士透露,世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”已能滿足初步安全通信需求,過去兩年來,研究人員將星地之間密鑰的成碼量提高約40倍,即每秒傳送約40萬個密鑰,可以滿足部分應用部門的安全通信需求,今后將進一步推動量子技術產業化。國盾量子、本源量子、國儀量子……隨著一項項量子前沿成果在合肥轉化,一個個生機勃勃的獨角獸企業拔節壯大,量子產業成為我省正在崛起的新高地。

  瞄準量子科技前沿

  超低溫度下基態分子與原子之間的散射共振,最近在實驗上被人類首次發現,這是超冷量子化學研究的重大突破,對于量子計算和量子模擬具有重要意義。1月18日,國際權威學術期刊《科學》刊發了潘建偉院士團隊的這一重要成果。

  今年3月,美國光學學會公布2019年度伍德獎獲得者名單,潘建偉由于“在量子力學基礎和光量子信息,包括量子力學非定域性檢驗、量子密鑰分發、量子隱形傳態以及光量子計算領域的先驅性實驗研究貢獻”而獲此榮譽。今年1月,潘建偉領銜的“墨子號”衛星團隊被授予2018年度克利夫蘭獎,以表彰該團隊通過實現千公里級星地雙向量子糾纏分發,推動大尺度量子通信實驗研究作出的卓越貢獻。這是美國科學促進會設立克利夫蘭獎96年來,中國科學家在本土完成的科研成果首次獲得這一重要榮譽。

  “墨子號”飛向太空、“量子計算機研制成功”……潘建偉院士團隊的成果,連續兩年被習近平主席新年賀詞“點贊”,“墨子號”還被寫入十九大報告。2017年初,潘建偉領銜的團隊利用“墨子號”在國際上率先成功實現千公里級的星地雙向量子糾纏分發,2017年6月16日《科學》以封面論文形式發表了該成果。“中國的量子通信研究是一項包含了從基礎物理學到衛星技術等在內的科技成果,近些年中國在科學領域所取得的進展讓我感到非常震撼。”《科學》雜志主編杰里米·伯格表示。

  在中國科大,有一個量子夢之隊,被譽為量子“GDP”,他們分別是郭光燦院士、杜江峰院士、潘建偉院士。近年來,3位院士率領的團隊瞄準量子科技前沿,取得諸多突破性進展。

  3月,郭光燦院士團隊首次實現量子糾纏交換過程的自檢驗,為實現量子糾纏網絡的自檢驗、保障量子網絡的安全性解決了關鍵難題。近年來,他的團隊在蕪湖市建成國內首個“量子政務網”,創新性地制備了半導體六量子點芯片,成功研制出一套精簡、高效的量子計算機控制系統。杜江峰院士團隊研制完成了原創型的單分子磁共振譜儀和國際首臺多波段脈沖單自旋磁共振譜儀,實現長時間、高穩定度和高同步精度的脈沖序列發生技術,制備出國際同技術領域最高功能密度的集成化操控讀出一體化設備。

  做實科技成果轉化

  3月27日,上交所公布科創板第二批獲受理企業名單,技術起源于潘建偉院士團隊的國盾量子赫然在列。國盾量子是我國率先從事量子通信技術產業化的企業,是量子通信產業化的開拓者、實踐者和引領者。

  2017年12月,國盾量子與中興通訊合作推出全球首款使用量子密鑰的商用安全加密手機。同年,全球首條城際量子保密通信干線——國家量子保密通信“京滬干線”正式貫通,而國盾量子為“京滬干線”提供了重要技術和產品支撐。目前,我國已建成實用化光纖量子保密通信網絡總長(光纜皮長)7000余公里,其中超過6000公里使用國盾量子提供的產品且處于在線運行狀態。國盾量子目前已成為全球領先的量子通信設備制造商和量子安全解決方案提供商。

  “科技成果真正實現價值,最終要離開實驗室、走向產業化。”杜江峰院士表示。在合肥市高新區,有一條橫貫東西的云飛路,是遠近聞名的“量子大道”,密集布局著一批量子領域骨干企業——國盾量子、國儀量子、本源量子、中創為量子……

  本源量子脫胎于郭光燦院士團隊,是國內第一家以量子計算機的研制、開發和應用為主營業務的初創型公司。近年來,本源量子上線全球首個基于半導體量子芯片的量子計算云平臺,初步建立了量子語言標準QRunes,開發研制了量子編程架構QPanda。2018年12月6日,本源量子向世界推出完全自主知識產權的首款國產量子控制系統——本源量子測控一體機。目前,該公司已擁有超過10種各類量子計算芯片、量子功能芯片產品,推出基于32位量子虛擬機的量子計算免費體驗平臺,成功仿真64位量子電路。

  2018年10月16日,國儀量子在合肥宣布中國首臺脈沖式電子順磁共振波譜儀誕生。這一“國之重器”的核心技術源于杜江峰院士團隊,由國儀量子轉化,具有自主知識產權,其正式商用不僅填補了國內空白,更打破了國外的壟斷,在量子精密測量、量子計算、自動化控制與測量、脈沖成像技術、醫學診療等諸多科學研究領域以及相關高精尖產業,具有廣泛的應用前景。國儀量子成立3年來,其科學儀器產品已遠銷美國、德國、瑞士、以色列等國家,去年公司各類產品訂單合同已接近1億元。

  目前,合肥市高新區擁有主營量子技術企業5家,量子關聯企業20余家,全區直接從事量子領域的科研人員數達600人。合肥市量子信息產業相關專利占全國總量的12.1%,排名僅次于北京,位居全國第二。

  打造中國量子中心

  量子論是20世紀最偉大的科學理論之一,與相對論一起成為現代物理學的兩大基石。量子論誕生后,迅速掀起了“第一次量子革命”,催生了激光、晶體管、全球衛星定位系統等一系列改變世界面貌的重大發明。新世紀以來,世界主要國家紛紛制定計劃、投入巨資,把量子信息技術作為未來的戰略制高點,其代表性應用有量子傳感、量子計算、量子通信、量子精密測量、量子技術賦能的科學研究及產業應用等,“第二次量子革命”大幕拉開。

  “當前,量子信息科學已經進入到深化和快速發展的階段,特別需要多學科交叉融合和各項關鍵技術的攻關,需要在國家層面進行頂層設計和系統性布局。”潘建偉建議,盡快實質性啟動量子信息科學國家實驗室的建設以及相關領域的科技創新項目。創建量子信息科學國家實驗室,是我省科技創新“一號工程”。目前,該國家實驗室的探索機構——中科院量子信息與量子科技創新研究院已在合肥高新區揭牌,正在按照國家實驗室的體制機制和運營模式建設。

  我國量子信息技術起步相對較晚,但在量子通信等領域已成功實現“彎道超車”。近年來,在中國科大潘建偉、郭光燦、杜江峰等科學家的不懈努力下,我國量子信息技術實現了從跟跑到并跑和部分領跑的歷史性轉變,中國科大“墨子號”量子科學實驗衛星、量子保密通信“京滬干線”等代表了當今量子信息技術領域世界最領先的成果。聚焦量子科技前沿,我省已擁有合肥微尺度物質科學國家研究中心、中科院量子信息重點實驗室、中科院微觀磁共振重點實驗室等多個重點科研平臺。

  量子信息科學不僅需要原始創新,也需要產學研結合與成果轉化。未來,我省將依托量子信息國家實驗室建設,圍繞“量子通信與量子計算機”等重大項目,在全球范圍內吸引和培育量子技術領域各類人才,形成一大批核心技術成果,把合肥打造成為我國乃至全球量子技術的創新高地;圍繞國盾量子、本源量子、國儀量子等一批獨角獸、準獨角獸企業,培育出若干量子領域龍頭企業,引導更多量子技術科研成果進行轉化,把合肥高新區打造成為具有國際影響力的量子信息產業化基地。


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