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「美国汽油价格」中国的量子技术走出实验室:通信有优势,计算需要迎头赶上

迎头赶上,量子,中国,实验室,优势,通信,技术时间:2021-04-29 19:44:22浏览:144
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几乎每十年就有新技术诞生,催生新的技术革命。20世纪50年代,晶体管和半导体技术的发展催生了信息时代。

如今,量子计算、量子通信、量子精密测量和传感技术的兴起和发展也在推动信息技术向量子信息技术飞跃,这可能会引发一场新的技术革命。

加大对量子技术基础研究的投入

10月16日,量子技术迎来了重大收益。国家明确表示,要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展的战略规划和系统布局。

根据网上公开信息,2017年,量子信息科学国家实验室已完成实验室建设规划和草案的编制,计划五年投资1000亿元,第一期总投资70亿元。

虽然量子信息科学国家实验室此后没有公开进展,但至少有三位业内人士向《第一财经记者》透露,国家实验室的建设正在进行中。

中国科技大学最早从事量子技术产业化的研究员赵一博告诉《第一财经记者》:“中国的量子技术发展是全方位的,涵盖了量子通信、量子计算和量子测量等领域。”

量子科学技术的研究和应用前景正成为中国尖端科学技术的发展重点。量子科学技术的发展具有重大的科学意义和战略价值。它是一项重大的颠覆性技术创新,冲击和重构了传统技术体系,并将引领新一轮科技革命和产业转型。

总的来说,我国已经具备了量子科学技术领域的科技实力和创新能力,但同时,我国量子科学技术的发展仍然存在不足,发展面临多重挑战,尤其是在关键核心技术和关键领域。

目前,中国在量子通信产业化方面领先世界,但在量子计算和量子模拟传感方面仍落后于欧美国家。

尼古拉斯·吉辛(Nicolas Gisin),欧洲量子通信大师,日内瓦大学教授,瑞士IDQuantique创始人兼董事长,告诉《第一财经记者》:“中国在量子通信方面的技术非常领先,但是在量子计算机和量子芯片方面。其他领域还有进一步改进的空间。”

中国在量子科技领域,特别是量子通信领域具有先发优势。2016年8月,中国成功发射了人类历史上第一颗量子卫星墨子。2017年,基于卫星的量子密钥分发的比特率达到了10kbps数量级,成功验证了基于卫星的量子密钥分发的可行性。目前经过系统优化,密钥分发的码率达到了100kbps的数量级,具有初步的实用价值。

相关专家估计,中国目前在卫星量子通信方面领先美国、欧洲等发达国家5年。但是国际技术竞争激烈,不提高就会被超越。

今年5月26日,中国研究团队在国际物理最权威的综述期刊《现代物理评论》上发表了题为《基于现实设备的安全量子密钥分发》的长篇综述论文,系统阐述了量子密码学的原理、理论和实验技术,回答了“量子密码学家能否利用辅助通道成功破解真实系统”和“量子密码学家能否设计创新对策击败量子密码学家”

中国科学技术大学的潘建伟等研究人员认为,量子密码的安全性已经在现实中确立。本文所涉及的技术理论和实验将为量子密码学的广泛应用和标准化奠定基础。

量子计算有望加速追赶

业内人士表示,新发布的国家战略有望增强中国在量子技术基础研究方面的能力,缩短与西方国家的差距,特别是在量子计算机发展方面,并加快追赶。

在刚刚结束的创新源大会上,清华大学副校长、北京量子信息科学研究所所长薛其坤院士也深入分析了未来的量子技术,并谈到了当前的量子革命。“量子效应的发现和应用给了信息技术。它带来了无限的想象力,全球互联网将从电子时代跨越到量子时代。”

在量子计算领域,中国团队刚刚起步。圆圆量子公司副总裁张辉告诉《第一财经》记者:“目前国内能做量子计算的不超过100人,能做量子计算的团队不超过10个。在量子计算方面,我们必须承认,我们仍然处于落后的追赶地位,因为西方确实比我们强大。”

中国企业正在奋力追赶。近日,知识产权行业媒体IPRdaily和incoPat创新指数研究中心发布了量子计算技术发明专利全球排名,显示前六名的上市公司都是美国公司,来自中国的量子计算公司袁泉量子以77项专利排名第七,排在IBM、DWave、谷歌、微软、诺斯罗普·格鲁曼和英特尔之后。美国公司占43%,中国公司占12%。虽然阿里巴巴、腾讯、百度、华为等中国科技巨头正在布局量子计算,但发展仍处于初级阶段。

“R&D投资不足,人才和设备匮乏,导致中国在量子计算方面远远落后于美国。”赵一博向《第一财经记者》分析。

相比之下,谷歌、IBM、Intel等美国公司长期致力于量子计算机的研发。英特尔量子硬件部门主管吉姆·克拉克(Jim Clarke)表示:“量子可能是未来100年最重要的计算机技术。就像空间科学一样,它的研究可能需要一代人的努力才能取得一点进展。”

2019年10月24日,谷歌用一台53位的计算机做了一项特殊的非通用计算任务,对一台量子随机数发生器的输出进行采样,只用了200秒就完成了世界上最快的超级计算机1万年就能完成的任务。

这一突破使人类向“量子霸权”又迈进了一大步。但由于量子计算机的好处不足以在十年内显现,限制了量子计算的资金投入。

“量子技术非常前沿和深刻。是目前半导体行业的基础。它需要突破一系列技术,开发出有用的产品,为用户提供服务。”赵一博告诉《第一财经记者》,“但是量子计算和量子通信都需要残酷的研究和认真的准备才能提供有效的产品。”

贝里数据公司的创始人和董事长刘瑞民告诉《第一财经记者》:“科学研究是在实验室里进行的,但它需要经过工程改造,变成一种可供行业使用的产品,然后才能上市。从科研到工程,还需要经历一个漫长而残酷的竞争过程,最终形成生态。


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