量子科技加速落地：行业应用的无限可能

　　颜媛媛

　　强化国家量子科技工作顶层设计

　　日前，科技部部长王志刚带队赴合肥调研量子科技发展情况，对加强国家量子科技工作顶层设计、强化应用场景导向、加强量子科技人才培养等提出具体要求。

　　王志刚强调，下一步要强化国家量子科技工作的顶层设计，做好新时期国家量子科技发展规划布局，坚持目标牵引和应用场景导向，系统性、体系化推进我国量子科技工作。合肥实验室要围绕国家战略，充分发挥国家战略科技力量的骨干引领作用，强化有组织科研，团结带动国内优势团队协同创新，催生更多重大成果，推进示范应用。

　　而前不久，2023 年度长三角地区主要领导座谈会指出，要谋划建设长三角区域量子通信城际干线网络。第五届长三角一体化发展高层论坛也同步发布了长三角区域量子保密通信骨干网建设成果，长三角区域量子保密通信骨干网络线路总里程约2860 公里。

　　此外，月初上海超级计算中心与本源量子携手成立长三角量超协同创新中心，该中心成立是“量超协同” 在全国的先行试点，将有助于推动量子计算技术服务长三角经济发展一体化。

　　行业研究聚焦三大领域

　　世界首颗量子通信卫星、世界首条量子保密通信“京沪干线”、世界首台光量子计算机、祖冲之号计算机、悟空号计算机……近年来，我国量子科技正在加速落地， 2023 年春节刚过，我国首条量子芯片生产线在合肥正式亮相，而科大国盾量子的176 比特“祖冲之号”量子计算云平台，也于5 月31 日向全球开放，加速推动量子科技在全球范围内的落地。

　　在具体应用落地方面，量子科技产业发展是通过对微观粒子系统及其量子态进行观测及精准操控，利用量子纠缠、量子叠加等物理现象赋能信息产业，当前研究主要聚焦在量子计算、量子通信和量子精密测量三大领域。

　　量子计算方面，未来随着硬件层面的技术瓶颈突破及算法/ 软件的丰富，有望率先应用于：1. 生物制药、化工、能源材料等领域模拟复杂的化学反应过程及建模； 2. 金融资产、物流运输、航空航天、交通管制等方向提升计算效率，实现营运效率提升；3. 赋能加密系统；4. 针对人工智能的算法训练及落地等领域。

　　“量子计算机在解决特定问题上速度比传统计算机要快许多。量子计算机可以作为超级计算机的加速组件。” 上海超级计算中心主任李根国表示。“祖冲之号”量子计算总师朱晓波也曾向媒体表示，未来，在人工智能、气象预报、资源勘探、药物设计等需大规模计算的领域，量子计算机都可能有实质性突破。

　　业内分析认为，量子计算有望彻底解决经典计算的算力不足问题。随着AI 所需的算力越来越多，2030 年算力以及耗电量都可能出现超高数据级增长，量子计算机或许有望成为AI 算力“神药”之一。

　　量子通信方面，目前已具备初步商用条件。我国积极推进京沪干线/ 武合干线/ 北京城域网/ 合肥城域网等地面量子通信网络的建设，中国科学技术大学牵头研制 “墨子号”量子通信卫星并实现跨越4600 公里的星地量子密钥分发。

　　关于量子测量技术，国仪量子（合肥）技术有限公司董事长贺羽告诉记者，传统测量技术在分辨率和灵敏度上有一定局限，量子测量技术可以精细到纳米、亚纳米量级，“将量子精密测量用于生命科学领域，能精确分析血液中极微量物质含量；用于超导材料的研发，能实现纳米级别的表面磁性分布成像；用于石油行业则可以实现对地下油气存储分布勘探等。”

　　国之重器的竞争

　　显而易见，在算力成为全球战略资源的当下，能够带来新一轮信息技术革命的量子科技，是各国抢占经济、军事、安全等领域全方位优势的战略制高点。智研咨询发布的《 2022—2028 年中国量子通信行业市场运营格局及未来前景分析报告》显示，美国、英国、中国、俄罗斯、法国、德国等17 个国家/ 地区发布了统一的国家量子科技政策支持本国量子通信行业的发展。这意味着，这些国家将在量子领域制定高层面的制度与规划，并进行巨额投资，以保障本国量子科技的发展。

　　目前，全球量子科研集中于量子计算、量子通信、量子精密测量等方面，中国基本处于世界第一阵营，是少数掌握从0 到 1“Know how”（ 关键诀窍）的国家之一，在光量子和超导量子两个方面都实现了“量子优越性”，也是全球首颗量子科学实验卫星和首颗量子微纳卫星的发射国。

　　在创新赛道上，加速奔跑的量子产业，将带来无限可能。

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