[ 相關(guān)專(zhuān)家估計(jì)，目前我國(guó)在衛(wèi)星量子通信方向領(lǐng)先美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家五年左右時(shí)間。但國(guó)際上的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，不進(jìn)步就會(huì)被超過(guò)。 ]
幾乎每隔十年都會(huì)有新技術(shù)誕生，催生新的技術(shù)革命。上世紀(jì)五十年代晶體管和半導(dǎo)體等技術(shù)的發(fā)展催生了信息時(shí)代。
如今量子計(jì)算、量子通信、量子精密測(cè)量和傳感技術(shù)的興起和發(fā)展，也正在推動(dòng)信息技術(shù)向量子信息技術(shù)跨越，將可能導(dǎo)致新的技術(shù)革命。
加強(qiáng)量子技術(shù)基礎(chǔ)研究投入
10月16日，量子科技迎來(lái)重大利好。國(guó)家明確提出要充分認(rèn)識(shí)推動(dòng)量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性，加強(qiáng)量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)最早從事量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的研究人員趙義博告訴第一財(cái)經(jīng)記者：“中國(guó)量子技術(shù)的發(fā)展是全方位的，涵蓋了量子通信、量子計(jì)算和量子測(cè)量等領(lǐng)域�！�
量子科技研究和應(yīng)用前景正在成為中國(guó)前沿科技的發(fā)展重點(diǎn)。量子科技的發(fā)展具有重大的科學(xué)意義和戰(zhàn)略?xún)r(jià)值，是一項(xiàng)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)體系產(chǎn)生沖擊、進(jìn)行重構(gòu)的重大顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，并將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的方向。
總體而言，我國(guó)已經(jīng)具備了在量子科技領(lǐng)域的科技實(shí)力和創(chuàng)新能力，但同時(shí)我國(guó)量子科技發(fā)展仍然存在短板，發(fā)展面臨多重挑戰(zhàn)，尤其是在關(guān)鍵核心技術(shù)和關(guān)鍵領(lǐng)域能否實(shí)現(xiàn)自主可控方面挑戰(zhàn)巨大。
目前中國(guó)在量子通信產(chǎn)業(yè)化方面走在全球前列，但是在量子計(jì)算和量子模擬傳感方面仍然落后于歐美國(guó)家。
歐洲量子通信泰斗、日內(nèi)瓦大學(xué)教授、瑞士IDQuantique公司創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)尼古拉斯·吉森（Nicolas Gisin）對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“中國(guó)在量子通信方面的技術(shù)非常領(lǐng)先，但是在量子計(jì)算機(jī)和量子芯片等領(lǐng)域還有進(jìn)一步提升的空間�！�
中國(guó)在量子科技領(lǐng)域具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，尤其是在量子通信領(lǐng)域的基礎(chǔ)科研成果走在世界前列。2016年8月，中國(guó)成功發(fā)射人類(lèi)歷史上首顆量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”。2017年，星地量子密鑰分發(fā)的成碼率已達(dá)到10kbps量級(jí)，成功驗(yàn)證了星地量子密鑰分發(fā)的可行性。目前經(jīng)過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化，密鑰分發(fā)成碼率已能夠達(dá)到100kbps量級(jí)，具備了初步的實(shí)用價(jià)值。
相關(guān)專(zhuān)家估計(jì)，目前我國(guó)在衛(wèi)星量子通信方向領(lǐng)先美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家五年左右時(shí)間。但國(guó)際上的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，不進(jìn)步就會(huì)被超過(guò)。
今年5月26日，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)際物理學(xué)界最權(quán)威的綜述性期刊《現(xiàn)代物理評(píng)論》（Reviews of Modern Physics）上發(fā)表了一篇題為“基于現(xiàn)實(shí)器件的安全量子密鑰分發(fā)”的長(zhǎng)篇綜述論文，系統(tǒng)闡述了量子密碼的原理、理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，回答了“量子密碼破譯者能否通過(guò)利用輔助渠道成功破解真實(shí)系統(tǒng)”以及“量子密碼制造者是否能夠設(shè)計(jì)創(chuàng)新對(duì)策來(lái)挫敗量子密碼破壞者”等問(wèn)題。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉等研究人員認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)條件下量子密碼的安全性已經(jīng)建立起來(lái)。這篇綜述中所涉及的技術(shù)理論和實(shí)驗(yàn)，將為量子密碼的廣泛應(yīng)用以及標(biāo)準(zhǔn)化制定奠定基礎(chǔ)。
量子計(jì)算有望加速趕超
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，全新發(fā)布的國(guó)家戰(zhàn)略有望提升我國(guó)在量子技術(shù)基礎(chǔ)研究方面的能力，縮短與西方國(guó)家的差距，尤其是在發(fā)展量子計(jì)算機(jī)方面，將加速趕超。
在剛結(jié)束的創(chuàng)新之源大會(huì)上，清華大學(xué)副校長(zhǎng)、北京量子信息科學(xué)研究院院長(zhǎng)薛其坤院士也深度剖析了未來(lái)的量子技術(shù)，并談到了當(dāng)前的量子革命，“量子效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，給信息技術(shù)帶來(lái)了無(wú)限的想象空間，全球互聯(lián)網(wǎng)將從電子時(shí)代跨越到量子時(shí)代。”
在量子計(jì)算領(lǐng)域，中國(guó)的團(tuán)隊(duì)剛剛起步。本源量子公司副總裁張輝告訴第一財(cái)經(jīng)記者：“國(guó)內(nèi)目前能做量子計(jì)算的人不超過(guò)百位數(shù)量級(jí)，有能力做量子計(jì)算的團(tuán)隊(duì)不超過(guò)十位數(shù)量級(jí)。在量子計(jì)算方面我們要承認(rèn)自己仍處于落后追趕的地位，因?yàn)槲鞣酱_實(shí)強(qiáng)于我們�！�
中國(guó)企業(yè)正在奮力追趕。近日知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)業(yè)媒體IPRdaily與incoPat創(chuàng)新指數(shù)研究中心發(fā)布的一項(xiàng)全球量子計(jì)算技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利排行榜顯示，入榜企業(yè)前六位都被美國(guó)公司占領(lǐng)，來(lái)自中國(guó)的量子計(jì)算公司本源量子以77項(xiàng)專(zhuān)利排名第七，排在IBM、DWave、谷歌、微軟、Northrop Grumman、英特爾之后。美國(guó)公司在榜單中占比高達(dá)43%，中國(guó)公司占比12%。盡管中國(guó)包括阿里巴巴、騰訊、百度和華為在內(nèi)的科技巨頭都在布局量子計(jì)算，但是發(fā)展尚處于初期階段。
“研發(fā)投入不足，人才和設(shè)備缺乏，都導(dǎo)致中國(guó)在量子計(jì)算方面遠(yuǎn)落后于美國(guó)�！壁w義博向第一財(cái)經(jīng)記者分析道。
相比而言，谷歌、IBM和英特爾等美國(guó)公司很早就開(kāi)始致力于量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)。英特爾量子硬件部門(mén)總監(jiān)Jim Clarke表示：“量子可能是未來(lái)100年最重要的計(jì)算機(jī)技術(shù)，就好像宇宙空間科學(xué)一樣，它的研究可能要通過(guò)一代人的努力才能進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)�！�
2019年10月24日，谷歌用53個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)做了一個(gè)特殊的非通用計(jì)算任務(wù)，對(duì)一個(gè)量子隨機(jī)數(shù)生成器的輸出進(jìn)行采樣，只花了200s就完成了目前世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)一萬(wàn)年才能完成的任務(wù)。
這一突破使得人類(lèi)向“量子霸權(quán)”又邁進(jìn)了一大步。但由于量子計(jì)算機(jī)的好處還不足以在十年內(nèi)體現(xiàn)出來(lái)，這限制了資本對(duì)量子計(jì)算的投入。
“量子科技很前沿也很精深，是當(dāng)下半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，需要突破一系列技術(shù)，開(kāi)發(fā)有用的產(chǎn)品為用戶(hù)提供服務(wù)�！壁w義博告訴第一財(cái)經(jīng)記者，“但無(wú)論是量子計(jì)算還是量子通信，都需要?dú)埧岬墓リP(guān)和嚴(yán)肅的制備，才能夠提供有效的產(chǎn)品�！�
柏睿數(shù)據(jù)創(chuàng)始人董事長(zhǎng)劉睿民對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“科研是在實(shí)驗(yàn)室里做出來(lái)的，但是需要把它工程化，變成工業(yè)界能用的產(chǎn)品才能走向市場(chǎng)。從科研到工程化，還需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)和殘酷的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程，并最終形成生態(tài)。”
作者： 錢(qián)童心
