當(dāng)前,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),以量子信息、人工智能等為代表的新興技術(shù)不斷取得突破,給世界帶來了巨大影響甚至是革命性的變化。
尤其是量子信心技術(shù),已引起了中國(guó)、美國(guó)、日本、歐盟等全球主要國(guó)家和地區(qū)的高度重視,各方通過出臺(tái)政策、投入資金、成立研究機(jī)構(gòu)等手段,加大對(duì)量子科技的規(guī)劃布局和支持力度,謀求量子信息技術(shù)全球領(lǐng)先地位。
我國(guó)在量子信息領(lǐng)域的研究和應(yīng)用起步較晚,但發(fā)展迅速。根據(jù)中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報(bào)告(2022)》的數(shù)據(jù)顯示,2021年我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模增至45.5萬億元,總量穩(wěn)居世界第二,量子信息等新興技術(shù)躋身全球第一梯隊(duì)。
目前我國(guó)量子企業(yè)已經(jīng)超過77家,這77家企業(yè)分布在量子計(jì)算、量子通信和量子測(cè)量三大領(lǐng)域,涵蓋了產(chǎn)業(yè)鏈上下游各類企業(yè)。斯百德產(chǎn)業(yè)研究院的《2022量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》表明,我國(guó)量子產(chǎn)業(yè)各賽道占比中,量子通信企業(yè)占比42%,量子計(jì)算企業(yè)占比31%,量子測(cè)量企業(yè)占比18%。
這些企業(yè)有的專注單一領(lǐng)域,也的有兼顧多個(gè)領(lǐng)域,如國(guó)盾量子和啟科量子專注量子計(jì)算和量子通信領(lǐng)域、中科酷原專注量子計(jì)算和量子傳感領(lǐng)域等,多領(lǐng)域布局也彰顯了這些公司的研發(fā)實(shí)力和創(chuàng)新能力。
備受關(guān)注的量子計(jì)算
量子計(jì)算是量子信息領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn),量子計(jì)算機(jī)研發(fā)已經(jīng)成為全球各主要國(guó)家在前沿科技領(lǐng)域攻關(guān)突破的重點(diǎn)方向之一。
量子計(jì)算的發(fā)展分為3個(gè)階段,分別是組件量子計(jì)算(CQC)、含噪聲中等規(guī)模量子計(jì)算(NISQ)和容錯(cuò)量子計(jì)算(FTQC),當(dāng)前我們正處于NISQ階段,量子計(jì)算優(yōu)越性已經(jīng)得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,但尚未達(dá)到通用的程度。當(dāng)下很多量子公司正讓量子計(jì)算技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室,打造量子計(jì)算工程機(jī)成為重要實(shí)現(xiàn)手段。
量子計(jì)算工程機(jī)是指將各分立系統(tǒng)通過總體設(shè)計(jì)和集成開發(fā),完成量子計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)模塊化、操作便捷化,實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)走出物理實(shí)驗(yàn)室,并能由量子程序開發(fā)人員獨(dú)立完成操控的量子計(jì)算設(shè)備。
國(guó)內(nèi)量子計(jì)算工程機(jī)推出
近年來,國(guó)外量子計(jì)算公司如谷歌、IBM、IonQ等均陸續(xù)推出了量子計(jì)算工程機(jī)。國(guó)內(nèi)量子計(jì)算企業(yè)起步較晚,鮮少有工程機(jī)方面的進(jìn)展,但近期也有好消息公布。
前文中提到的專注量子計(jì)算和量子通信兩大領(lǐng)域的啟科量子,推出了其離子阱量子計(jì)算工程機(jī)天算1號(hào),可實(shí)現(xiàn)離子阱量子計(jì)算機(jī)硬件工程化、操作界面智能化,也意味著我國(guó)量子計(jì)算初創(chuàng)公司在原子型量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)過程中,邁出了從關(guān)鍵技術(shù)突破、實(shí)驗(yàn)室研發(fā)、原理樣機(jī)研制,進(jìn)展到產(chǎn)品工程化的關(guān)鍵一步。
該工程機(jī)由工作環(huán)境控制系統(tǒng)、離子阱系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、電子測(cè)控系統(tǒng)四大系統(tǒng)構(gòu)成,每個(gè)系統(tǒng)由若干模塊組成,各個(gè)模塊通過插箱方式實(shí)現(xiàn)了與整機(jī)系統(tǒng)上的互聯(lián),極大提升了模塊更換的靈活性。人機(jī)交互界面設(shè)計(jì),降低了量子計(jì)算機(jī)的操作復(fù)雜性,使過去只能在專業(yè)原子物理實(shí)驗(yàn)室完成的實(shí)驗(yàn)操作化繁為簡(jiǎn),拓寬了量子計(jì)算機(jī)的使用者范圍。
離子阱量子計(jì)算工程機(jī)外觀圖
目前該工程機(jī)已獲得來自量子信息、原子物理、光電子學(xué)等領(lǐng)域知名專家的認(rèn)可并通過了評(píng)審鑒定,專家表示該工程機(jī)是國(guó)內(nèi)首臺(tái)離子阱量子計(jì)算工程機(jī),其綜合工程化水平已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列,其研制工作屬于0到1的突破,對(duì)于推動(dòng)我國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域的實(shí)用化和拓展量子計(jì)算的產(chǎn)業(yè)生態(tài)具有開創(chuàng)性的意義。
自主研發(fā) 掌握核心技術(shù)
當(dāng)前,科技創(chuàng)新成為國(guó)際戰(zhàn)略博弈的主要戰(zhàn)場(chǎng),實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們,沒有核心技術(shù),就沒有話語權(quán),而關(guān)鍵核心技術(shù)要不來、買不來、討不來,要靠自力更生掌握在自己手中,才不會(huì)受制于人,不會(huì)被“卡脖子”。
當(dāng)下量子計(jì)算多種技術(shù)路線并存發(fā)展,我國(guó)企業(yè)已經(jīng)布局離子阱、超導(dǎo)、光量子、半導(dǎo)體等路線,并逐漸縮小與歐美國(guó)家的差距,但是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用有待進(jìn)一步探索,需要在金融、制藥、人工智能和汽車等行業(yè)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵實(shí)用化應(yīng)用場(chǎng)景的突破落地,這也需要量子企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)的協(xié)同開展基礎(chǔ)科學(xué)研究、關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)攻關(guān)、軟硬件工程研發(fā)、應(yīng)用場(chǎng)景探索和產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建培育,促進(jìn)量子計(jì)算科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。
掌握核心技術(shù),關(guān)鍵在于人才。盡管量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全面實(shí)用化需要很長(zhǎng)時(shí)間,但量子計(jì)算人才的培養(yǎng)刻不容緩,目前全球都面臨著量子計(jì)算領(lǐng)域高水平科研人員和工程研發(fā)人才緊缺的現(xiàn)實(shí)問題。這一方面需要國(guó)內(nèi)高校布局量子計(jì)算學(xué)科建設(shè),培養(yǎng)專業(yè)人才;另一方面要加強(qiáng)海外人才引進(jìn),吸引和鼓勵(lì)在量子科技領(lǐng)域已取得較好成績(jī)的海外優(yōu)秀學(xué)者回國(guó);同時(shí),量子科技公司也要慧眼識(shí)人、人盡其才、才盡其用,真正發(fā)揮人才優(yōu)勢(shì)。
量子計(jì)算領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化,也期待國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界能在國(guó)際舞臺(tái)上發(fā)出更多聲音,掌握話語權(quán)。
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原創(chuàng)文章，作者：陳晨，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://m.2079x.cn/article/569627.html
