中国量子科技：突破与挑战并存

Original 光子盒研究院光子盒 2021-12-15

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目前，量子信息科技已成为全球关注的新兴技术焦点，并引发了第二次量子革命，将对全球经济、社会进步和人类生活产生深远影响。

在9月24日至28日举办的2021中关村论坛上，专家表示，中国在多个量子领域一直处于领先地位，尽管仍有加快量子发展步伐的重大机遇，但中国面临许多困难，包括企业和资本参与、基础研究水平、人才培养以及完善整个产业链。

中国量子技术的最新进展在中关村论坛上发布——长寿命超导量子比特芯片，可使量子比特退相干时间达到503微秒，刷新世界纪录。

这一破纪录的退相干时间让科学家有机会观测到以前无法观测到的量子过程或现象，为超导量子计算的实用化奠定坚实的器件基础。

该芯片由北京量子信息科学研究院(以下简称“北京量子院”)推出，该研究院在中关村论坛期间表示，这一进展代表着中国在超导量子芯片质量上走到了世界前列。

作为一个全球科技创新交流与合作的国家级平台，2021中关村论坛讨论了量子计算、量子通信、量子精密测量等相关前沿的最新进展和发展方向。

早在今年7月，由中科院物理所自主研发的无液氦稀释制冷机，在10毫开尔文(即－273.14摄氏度，仅比绝对零度高0.01度)成功运行，填补了我国在这项重要科研仪器上的空白。

这对于量子计算研究至关重要，“量子计算的实现涉及一个大链条。例如，超导量子计算从材料开始，需要通过微纳加工制备超导量子比特器件，然后维持超导状态。中国有许多机构正在开发制冷机，为量子研究和生产提供低温环境，”北京量子院副院长、北京大学教授王楠林说道。

除科研院所外，企业也取得了突破。例如，国盾量子公司自主研发的量子随机数发生器QRNG100E已于7月通过国家密码管理局的商业加密检测，这是中国第一款通过此类检测的量子随机数产品。

北京量子院首席科学家袁之良在中关村论坛上表示，目前国内有许多制造商在提供量子密钥分发产品，如国盾量子和问天量子。目前，一台密钥发射器只能与同一厂商的接收器匹配。

“在同一网络中互连来自不同供应商的设备需要标准。建立的标准在一开始不会是一个全面的标准。一些重要领域，例如组件，将是第一个受标准约束的领域，”袁之良说，“首批系列标准可能在两三年内推出。”

尽管中国可能是这一领域的世界领导者，而且有许多与发达国家相当的创新技术和产品，但科学家和分析人士说，中国应该清楚地意识到，在许多领域，它仍然落后，或者正在与其他国家并行发展。

王楠林表示：“中国的科学人才发展比西方国家要晚得多。中国人非常勤奋，政府投资也在不断增加，以跟上步伐。但是，仍然存在差距。”

除了人才培养，美国对中国科技发展的打压也存在影响，比如对量子科技至关重要的半导体设备禁运。虽然目前中国企业拥有28纳米半导体生产线。但这些生产线主要用于商业芯片生产，而不是研究。

此外，投资机构对于发展中国量子科技至关重要。清华大学物理系教授、北京量子院研究员尤力在中关村论坛上表示：“基金和天使投资者应该进入量子行业。就像他们在美国所做的那样。他们最大的努力是让量子开发有利可图，并在研究和生产之间建立联系。我们应该让市场来决定。否则，该行业将无法实现健康发展。”

首先，科学家强调了国际交流对促进中国量子科技发展的重要性。

例如，中国资金实力雄厚，而且拥有巨大的市场，而丹麦、芬兰和新西兰等国家在基础研究方面实力雄厚，双方可以形成互补优势。

袁之良说：“量子科技需要很多行业和领域的共同努力，包括材料、电子、器件工艺、计算科学等技术。这一领域的发展将受益于国际科学合作。”

此外，中国应尽快建立量子生态。中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿在论坛上表示：“我们的应用生态系统处于早期探索阶段，大部分公司都希望量子计算机建成后能被企业使用，这与目前量子计算的发展模式并不一致。我们应该在企业使用量子计算机时对其进行升级和修改。这是加速发展的途径。”

量子计算机的最终目标是一台通用机器，而这一目标还有很长的路要走。量子计算机有能力超越世界上最好的超级计算机，但目前它们仍然是只能用来解决单一问题的专用机器。

郭光灿解释说，美国的发展模式是将这种“不成熟”的量子计算机交付给企业进行实际应用和探索，然后研究机构接收反馈，对计算机进行修改，形成一个循环，从而推动技术和应用进步。

这种模式的优势在于，随着专用量子计算机在这一周期中变得更加成熟、应用更加广泛以及效率更高，美国公司将拥有许多核心技术，并将在市场主导地位上占据优势。

郭光灿指出：“这是中国应该学习的模式。然而现实是，中国量子制造企业的总数非常少，大多数都处于起步和成长阶段。”

参考链接：

https://www.globaltimes.cn/page/202109/1235231.shtml

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