中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉：20年內(nèi)有望實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算

11月10日消息（顏翊）量子科技作為一個(gè)國(guó)家戰(zhàn)略一直受到國(guó)家高度重視，10月中旬，習(xí)近平總書記專門在中央政治局主持了關(guān)于量子科技的學(xué)習(xí)并指出，要統(tǒng)籌基礎(chǔ)研究、前沿技術(shù)、工程技術(shù)研發(fā)，要培育量子通訊等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，搶占量子科技國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)，來(lái)構(gòu)筑發(fā)展的新優(yōu)勢(shì)。

在量子信息技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景中，具有代表性的是量子通信和量子計(jì)算。從長(zhǎng)期來(lái)看，其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，包括網(wǎng)絡(luò)信息安全、量子通信干線、量子城域網(wǎng)、金融、國(guó)防等方面。

在這些應(yīng)用場(chǎng)景中，我國(guó)在量子通信領(lǐng)域目前處于領(lǐng)先地位，近年來(lái)多次取得突破性進(jìn)展。2016年8月，中國(guó)發(fā)射了自主研制的世界上首顆空間量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”；此后，中國(guó)科研人員利用量子衛(wèi)星在國(guó)際上率先成功實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)的星地雙向量子糾纏分發(fā)等成果。2017年，全球首條量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”項(xiàng)目通過(guò)總技術(shù)驗(yàn)收。

今年3月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的潘建偉院士團(tuán)隊(duì)等研究人員實(shí)現(xiàn)了500公里級(jí)真實(shí)環(huán)境光纖的雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)和相位匹配量子密鑰分發(fā)，傳輸距離達(dá)到509公里，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。9月，郭光燦院士團(tuán)隊(duì)與奧地利同行合作，首次實(shí)現(xiàn)了高保真度的32維量子糾纏態(tài)，顯著提高了量子通信的信道容量。

而在量子計(jì)算賽道，谷歌、微軟、英特爾等西方科技企業(yè)擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)不同技術(shù)路徑不斷實(shí)現(xiàn)對(duì)更多量子比特的操縱。谷歌在2019年底宣布實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性，其基于一個(gè)包含54個(gè)量子比特的量子芯片開發(fā)了量子計(jì)算系統(tǒng)，該系統(tǒng)在200秒內(nèi)完成的計(jì)算任務(wù)，當(dāng)時(shí)世界上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)需要1萬(wàn)年的時(shí)間才能完成。

不過(guò)，中國(guó)研究人員也在量子計(jì)算方面奮起直追。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、清華大學(xué)等高校近年來(lái)都在量子計(jì)算領(lǐng)域取得一些階段性成果。百度、阿里巴巴、騰訊、華為等科技企業(yè)也相繼出臺(tái)了量子計(jì)算研究計(jì)劃。今年9月，百度、本源量子等企業(yè)先后發(fā)布了自己的最新量子計(jì)算云平臺(tái)，使普通用戶也能通過(guò)云技術(shù)使用量子計(jì)算。

近日，在2020天翼智能生態(tài)博覽會(huì)開幕式暨第十二屆天翼智能生態(tài)產(chǎn)業(yè)高峰論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉介紹了其有關(guān)量子計(jì)算方面的一些部署：首先第一步是造出一臺(tái)比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)速度更快的計(jì)算機(jī)，第二步是制造幾百個(gè)量子比特的專用量子模擬機(jī)，最后再通過(guò)20年左右的努力實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算。

他認(rèn)為，量子計(jì)算目前的發(fā)展比想象中更快。近期，我國(guó)在光子體系和超導(dǎo)體系也有望超越谷歌的量子優(yōu)越性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，中國(guó)要通過(guò)20年、30年的努力先推廣量子保密技術(shù)，隨著量子技術(shù)的發(fā)展，能夠在云上提供強(qiáng)大的計(jì)算能力，最終就可實(shí)現(xiàn)天地一體的量子互聯(lián)網(wǎng)。此外，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的前提是我國(guó)還需具備基本功能通用的量子計(jì)算機(jī)。

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