從世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射,到中國量子計算機原型機“九章”問世,再到成功研制可編程超導(dǎo)量子計算機原型機“祖沖之號”……加快發(fā)展量子科技,對促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展,保障國家安全具有非常重要的作用。
近年來,我國量子科技發(fā)展迅速,取得一批具有國際影響力的重大創(chuàng)新成果。成都也明確提出,要超前布局量子互聯(lián)網(wǎng)、太赫茲通信、合成生物、類腦智能等前沿技術(shù),爭取顛覆性技術(shù)實現(xiàn)突破。
面向未來,量子科技攻關(guān)底氣何在?量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展又如何實現(xiàn)突破?成都的答案是,以萬億級電子信息產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ),積極尋找量子技術(shù)“第二落點”,在加強科研攻關(guān)的同時,推動量子科技企業(yè)不斷創(chuàng)新。
量子信息科技究竟是什么
成都為啥對它青睞有加?
量子科技是融合量子調(diào)控和信息技術(shù)而產(chǎn)生的新興學(xué)科。提起量子科技,可能許多人會覺得這一技術(shù)非常“高冷”。但事實上,我們每個人每天都在從中受益——如果沒有量子力學(xué)就不會有芯片、電腦,乃至現(xiàn)在眾多的電子產(chǎn)品。
量子到底是什么?
量子力學(xué)誕生之后,人們把服從量子力學(xué)規(guī)律的物理客體,都稱作量子或者量子系統(tǒng),比如原子、電子、光子、富勒烯等。
“量子力學(xué)主要用于刻畫微觀物理世界的科學(xué)規(guī)律,生活在經(jīng)典物理世界的人類,很難用某一個日常的事物來準(zhǔn)確描述量子的規(guī)律?!?007年就進(jìn)入量子科技研究領(lǐng)域的電子科技大學(xué)信息與量子實驗室、量子互聯(lián)網(wǎng)前沿研究中心周強教授介紹說。
在周強看來,盡管量子力學(xué)是如此的諱莫如深,但是現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展正是得益于過去100多年來人們通過量子力學(xué)對微觀物理世界的認(rèn)識——這是“第一次量子革命”。
那么,信息技術(shù)如何尋求再一次突破?這就是“第二次量子革命”。
作為量子力學(xué)的最新發(fā)展,量子信息科技是一個答案。目前,量子科技研究主要集中在量子通信、量子計算和量子精密測量/量子傳感三大領(lǐng)域,量子信息技術(shù)有望以其超強的靈敏度、安全性和運算能力給現(xiàn)代科技帶來顛覆式創(chuàng)新。
當(dāng)前,量子科技發(fā)展突飛猛進(jìn),成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的前沿領(lǐng)域,世界主要國家密集出臺量子科技的重大發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃布局,量子科技正在加速從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化,其戰(zhàn)略意義正在不斷提升,其變革未來科技、國家安全、國防軍事、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟等領(lǐng)域的潛力備受關(guān)注。
搶跑量子科技,搶抓發(fā)展主動權(quán),成都已快速行動起來。具體而言,在重點區(qū)域布局上,未來成都將以天府新區(qū)等若干重點區(qū)域為主要載體,開展一系列關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、建立一系列創(chuàng)新平臺。同時,還將推動量子科技企業(yè)的提質(zhì)升級,引進(jìn)培育優(yōu)質(zhì)企業(yè),推動創(chuàng)新成果的應(yīng)用示范。除此之外,還將加大人才培養(yǎng)力度,增強持續(xù)創(chuàng)新能力。
依靠“萬億級”電子信息產(chǎn)業(yè)
成都推動量子產(chǎn)業(yè)“多點開花”
量子科技發(fā)展,成都已有較好基礎(chǔ),處于快速成長期,特別是量子互聯(lián)網(wǎng)、量子通信、量子計算等領(lǐng)域正步入加速布局與快速發(fā)展階段。
在科研攻關(guān)上,在蓉高等院校、科研院所多點發(fā)力,構(gòu)筑了量子技術(shù)研究的“成都基礎(chǔ)”。據(jù)市科技局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,成都量子科技領(lǐng)域創(chuàng)新資源富集,聚集了電子科技大學(xué)、四川大學(xué)、西南交通大學(xué)3所高校,開展相關(guān)領(lǐng)域的研究。另外,中國網(wǎng)安、西南技術(shù)物理研究所、中科院光電所3家科研院所也正積極開展量子科技的相關(guān)研發(fā)工作。
量子信息技術(shù)的發(fā)展離不開電子信息技術(shù)的支撐。成都在這方面更是有著良好的基礎(chǔ)。2020年,成都市電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到10065.7億元,成為首個突破萬億級產(chǎn)業(yè)。在周強看來,當(dāng)下量子科技研究還處于“百家爭鳴”的局面,有了電子信息產(chǎn)業(yè)的深厚基礎(chǔ),再以量子前沿技術(shù)為引領(lǐng),成都可以差異化發(fā)展,提出“成都方案”。
在電子科技大學(xué)沙河校區(qū)內(nèi)的電子科技大學(xué)信息與量子實驗室,這里進(jìn)行著量子互聯(lián)網(wǎng)前沿方向的研究攻關(guān)。
“量子科技不斷向前發(fā)展,它最終的形態(tài)應(yīng)該如同現(xiàn)今的互聯(lián)網(wǎng)一樣——形成量子互聯(lián)網(wǎng)。”作為實驗室的一員,周強教授帶領(lǐng)團(tuán)隊經(jīng)過幾年技術(shù)攻關(guān),在沙河校區(qū)完成了校園內(nèi)量子互聯(lián)網(wǎng)場地系統(tǒng)平臺的搭建,“我們用3棟樓模擬未來的3個量子中心,并用量子信息技術(shù)把它們連接起來,這應(yīng)該也是國內(nèi)首個位于大學(xué)校園內(nèi)的量子互聯(lián)網(wǎng)場地系統(tǒng)研究平臺?!敝軓娊榻B道。
目前,電子科技大學(xué)信息與量子實驗室團(tuán)隊已承擔(dān)多個國家級重大重點項目,發(fā)表高水平論文10余篇,并已獲得8項發(fā)明專利授權(quán)。周強表示,在量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的牽引下,還有許多技術(shù)點亟待攻關(guān),實驗室也在量子器件、量子精密測量等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,并積極利用現(xiàn)有研究成果與相關(guān)公司展開合作,為破解行業(yè)難題提供“量子解決方案”。
不只于此,在量子科技企業(yè)創(chuàng)新領(lǐng)域,成都涌現(xiàn)了如四川國科量子通信有限公司、成都中微達(dá)信科技有限公司、成都量子時代信息技術(shù)有限公司、成都思銳必拓科技有限公司等一批相關(guān)科技企業(yè)。
成都中微達(dá)信科技有限公司是是成都本土成長起來的量子計算產(chǎn)業(yè)鏈代表企業(yè)。以高速信號處理起家,憑借過硬技術(shù)切入量子計算領(lǐng)域,2018年協(xié)助院士團(tuán)隊研發(fā)出國內(nèi)首個國產(chǎn)量子計算控制系統(tǒng)。對于成都量子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢,其創(chuàng)始人曾耿華也深有感觸。
在曾耿華看來,成都科教資源豐富,在量子信息研究領(lǐng)域有較多積累,但在發(fā)展量子相關(guān)產(chǎn)業(yè)上,成都可以以資源稟賦的確定倒逼量子科技的不確定,尋找適合自己的“第二落點”,“要將‘第二落點’坐實,還需和城市優(yōu)勢結(jié)合。比如在電子信息、軟件開發(fā)領(lǐng)域,成都的企業(yè)、人才、技術(shù)等資源已經(jīng)積累了較長時間,這足以和量子科技產(chǎn)生大量交集。一旦成都擁有了產(chǎn)業(yè)鏈條上某環(huán)節(jié)的‘專精特新’企業(yè)或人才優(yōu)勢,話語權(quán)自然便會提高,對頭部企業(yè)的吸引力也會大大增強?!痹⑷A說道。