本報記者 劉慧
量子計算機“本源悟空”自2024年1月上線運行以來，已吸引全球超過477萬人次訪問，完成超過16.8萬個運算任務(wù)。全球首條量子保密通信干線“京滬干線”、全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”、中國第一條量子芯片生產(chǎn)線與量子相關(guān)的成果不斷進入大眾視野，有評論稱，自1900年量子論提出并引爆第一次量子革命后，第二次量子革命已經(jīng)到來。
去年年底召開的中央經(jīng)濟工作會議和2024年《政府工作報告》都提出，開辟量子科技、生命科學(xué)等未來產(chǎn)業(yè)新賽道。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的報告顯示，2023年全球量子信息投資規(guī)模達到386億美元，其中中國投資總額達150億美元。未來如何加快量子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展？中國經(jīng)濟時報記者采訪了北京量子信息科學(xué)研究院科研副院長、清華大學(xué)教授龍桂魯。
量子技術(shù)將帶來超越傳統(tǒng)信息技術(shù)的能力
中國經(jīng)濟時報：我們知道，量子是物理概念，是最小的、不可再分割的能量單位。請問量子產(chǎn)業(yè)用通俗的語言怎么描述？
龍桂魯：量子產(chǎn)業(yè)是基于量子技術(shù)形成的一系列新興產(chǎn)業(yè)。量子技術(shù)包括量子計算、量子通信和量子測量等，這些技術(shù)將帶來超越傳統(tǒng)信息技術(shù)的能力。
量子計算分硬件和軟件兩個方面，就像經(jīng)典計算那樣。通俗地講，量子計算機是一種超級強大的新型計算機，它能解決一些傳統(tǒng)計算機無法解決的復(fù)雜問題。比如，在人工智能、生物醫(yī)藥、金融、破譯密碼等領(lǐng)域，量子計算都發(fā)揮出巨大的作用。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，通過量子計算，科學(xué)家們可以模擬小分子，從而加速藥物的研發(fā)過程。有了量子計算機，就可以破譯現(xiàn)有廣泛使用的RSA等非對稱密碼。由于量子計算的強大算力，它與人工智能結(jié)合將會大幅度加快人工智能的速度，提高其能力。
量子通信主要是以光的量子態(tài)作載體，安全傳輸經(jīng)典信息和量子態(tài)的技術(shù)。經(jīng)典加密技術(shù)是通過變換使得人們聽不懂來保證信息安全，而量子通信則是通過感知竊聽的能力使得人們聽不到來保證安全。因為竊聽者無法獲得任何數(shù)據(jù)，即使有量子計算機這么強大的算力也無法獲得信息，因此，具有信息論的高安全性。量子通信主要有量子密鑰分發(fā)和量子直接通信兩種形式。量子密鑰分發(fā)利用量子態(tài)協(xié)商密鑰，然后利用經(jīng)典通信傳輸信息，可以充分利用現(xiàn)代通信的高帶寬安全高速地傳輸信息。另一種量子通信技術(shù)是量子直接通信，以量子態(tài)直接傳輸信息，相對帶寬較窄，但可以利用其量子態(tài)傳輸?shù)碾[秘特性，實現(xiàn)安全隱秘的通信。這些技術(shù)使得我們的通信更加安全，防止信息被竊取或篡改。利用量子的特性，我們還可以實現(xiàn)一些傳統(tǒng)通信方式無法做到的事情，比如量子隱形傳態(tài)等。
量子測量，則是利用量子特性進行更精確的測量，例如磁力儀、陀螺儀、量子時鐘等。在定位、環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域，量子測量都能發(fā)揮重要作用，幫助我們獲取更準確的數(shù)據(jù)。
推動量子計算技術(shù)在金融等領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用中國經(jīng)濟時報：目前我國在量子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，有哪些企業(yè)涉及？
龍桂魯：目前，有專門研發(fā)和生產(chǎn)量子計算機的企業(yè)，有提供量子通信服務(wù)的企業(yè)，還有利用量子測量技術(shù)進行各種應(yīng)用的企業(yè)等。這些產(chǎn)業(yè)不僅推動了科技的創(chuàng)新，也為我國社會和經(jīng)濟發(fā)展帶來了新的動力。量子產(chǎn)業(yè)是一個充滿潛力和機遇的新興領(lǐng)域，它正在不斷地改變著傳統(tǒng)的生產(chǎn)和工作方式。
我國在量子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的企業(yè)，他們按照不同的技術(shù)路線在量子計算、量子通信、量子測量以及量子應(yīng)用等方面取得了顯著進展。
以量子計算為例，隨著各類技術(shù)路線的量子計算初創(chuàng)企業(yè)的涌現(xiàn)、應(yīng)用行業(yè)企業(yè)的不斷加入，量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)上中下游各環(huán)節(jié)已初具雛形。
加強產(chǎn)學(xué)研合作是推動量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要途徑
中國經(jīng)濟時報：有分析稱，繼人工智能之后，量子產(chǎn)業(yè)或?qū)⒊蔀槿蚩萍几傎惖南乱徽尽Ｄ鷮ξ覈七M量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展有哪些建議？
龍桂魯：首先，我們需要持續(xù)加大在量子技術(shù)研發(fā)上的投入，尤其是在超導(dǎo)量子計算和光量子計算等核心領(lǐng)域。這些技術(shù)路線代表著量子計算的發(fā)展方向，也是未來量子產(chǎn)業(yè)競爭的制高點。通過設(shè)立專項基金、引導(dǎo)社會資本投入等方式，吸引更多的優(yōu)秀人才和企業(yè)投身于量子技術(shù)的研發(fā)，推動量子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
其次，加強產(chǎn)學(xué)研合作是推動量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要途徑。需要促進高校、科研院所和企業(yè)之間的深度合作，建立緊密的產(chǎn)業(yè)鏈。高校和科研院所可以提供基礎(chǔ)研究和人才支持，企業(yè)則可以發(fā)揮其在應(yīng)用和市場推廣方面的優(yōu)勢，共同推動量子技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程。同時，我們還需要加強量子產(chǎn)業(yè)的標準化和規(guī)范化建設(shè)。通過制定行業(yè)標準、加強知識產(chǎn)權(quán)保護等方式，促進量子產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，避免行業(yè)亂象的出現(xiàn)。
再次，對于量子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們也應(yīng)注重培育量子產(chǎn)業(yè)生態(tài)。這包括吸引更多的創(chuàng)業(yè)企業(yè)加入，培育一批量子科技領(lǐng)軍企業(yè)，同時也需要加強與其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，如信息技術(shù)、智能制造等。由此，可以共同打造一個良性互動、互相支持的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。
要根據(jù)不同的量子技術(shù)采取不同的應(yīng)用發(fā)展形式。有的以專門的形式發(fā)展，如量子計算機的硬件技術(shù)；有的以增強的形式發(fā)展，如在應(yīng)用時可以采用量子計算機和超級計算機結(jié)合的量超融合形式。在有的應(yīng)用場景中，可以采用量子通信專門建網(wǎng)，有的可以采用量子通信和經(jīng)典通信相結(jié)合的方式。根據(jù)不同的發(fā)展階段，采取適合的發(fā)展方式，并按照形勢的變化而調(diào)整。
最后，推進量子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要全社會的共同努力和支持。我們需要加強科普傳播，提高公眾對量子技術(shù)的認知度和接受度，為量子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展營造良好的社會氛圍。
推進我國量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可以采取加大研發(fā)投入、加強產(chǎn)學(xué)研合作、加強標準化和規(guī)范化建設(shè)、培育量子產(chǎn)業(yè)生態(tài)以及加強科普傳播等措施，而通過“量子+”的方式推動我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級，提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的效率和競爭力，培育新的經(jīng)濟增長點，還能催生新質(zhì)生產(chǎn)力，以此為我國的科技創(chuàng)新和經(jīng)濟發(fā)展作出更大的貢獻。
轉(zhuǎn)載自中國經(jīng)濟時報
