【兩會專刊】潘建偉： 在這些方面發(fā)力，搶占戰(zhàn)略制高點
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代表委員劃重點
“按照黨和國家對量子信息科技的發(fā)展戰(zhàn)略部署，‘十四五’是承上啟下實現(xiàn)量子信息科技深化發(fā)展、快速突破的關(guān)鍵時期?！?月25日，全國政協(xié)委員、中國科協(xié)副主席、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長潘建偉院士說，在量子通信方面，我國將構(gòu)建完整的天地一體廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，率先推動量子通信技術(shù)在金融、政務(wù)和能源等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；在量子計算方面，將有效解決大尺度量子系統(tǒng)的效率問題，實現(xiàn)數(shù)百個量子比特的相干操縱，研制專用量子模擬機以解決若干經(jīng)典計算機難以解決的具有重大實用價值的問題，并為實現(xiàn)通用量子計算機奠定基礎(chǔ)；在量子精密測量方面，將突破與導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)檢驗、科學(xué)研究等領(lǐng)域密切相關(guān)的量子精密測量關(guān)鍵技術(shù)，研制一批重要量子精密測量設(shè)備。
為了實現(xiàn)上述“十四五”期間的預(yù)期發(fā)展目標，在潘建偉看來，量子信息各研究領(lǐng)域都存在一些最需要突破的關(guān)鍵點。“在量子通信關(guān)鍵技術(shù)方面，需要突破高速高精度調(diào)制和高效低噪聲探測、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)交換和管控、長壽命高讀出效率量子存儲、全天時自由空間量子通信及衛(wèi)星組網(wǎng)等技術(shù)?！彼f。量子通信具有明確的應(yīng)用導(dǎo)向，當前已初步具有實用價值，在從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用的過程中，需要經(jīng)歷基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、工程化集成與驗證等階段，然后才能實現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用。
因此，推動量子通信技術(shù)盡早服務(wù)于國家信息安全，形成非對稱優(yōu)勢，應(yīng)注重與用戶部門的合作，通過進一步的工程化實踐，在技術(shù)標準制定、與經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)的融合，以及國產(chǎn)化、小型化、低成本的核心器件和設(shè)備等與量子通信現(xiàn)實應(yīng)用密切相關(guān)的要素方面形成突破。
在量子計算方面，需要在光子、離子、超導(dǎo)、超冷原子金剛石色心、量子點、拓撲等物理體系中，突破量子疊加和量子糾纏的長時間保持、多粒子糾纏、超越容錯閾值的高精度量子比特操縱等技術(shù)。
隨著“九章”光量子計算原型機的實現(xiàn)，我國已成功實現(xiàn)了“量子計算優(yōu)越性”，“十四五”期間的重點任務(wù)是力爭造出真正“有用”的專用量子模擬機，即相干操縱數(shù)百個量子比特，用于解決若干超級計算機無法勝任的實用問題的量子計算機。同時，鑒于量子計算迅猛的發(fā)展態(tài)勢，也需要相關(guān)部門與研究機構(gòu)合作探索量子計算可能的應(yīng)用模式以及相關(guān)的算法研究等。
在量子精密測量方面，需要突破原子運動和黑體輻射等的精確控制、精密光譜、原子自旋操控和原子冷卻以及原子干涉、單光子單電子單原子水平的量子靈敏探測等技術(shù)，在此基礎(chǔ)上研制出一批在國家安全、環(huán)境監(jiān)測、前沿科學(xué)、生命健康等領(lǐng)域有重要應(yīng)用價值的量子精密測量設(shè)備。
潘建偉說，由于量子精密測量研究往往需要苛刻的實驗環(huán)境，例如空間精密測量實驗所需的微重力環(huán)境、時間頻率傳遞所需的長基線干涉儀、超高精度光鐘所需的恒溫恒濕低震動平臺等，難以由單個機構(gòu)或部門全部實現(xiàn)。因此需要整合方研究資源和創(chuàng)新要素，建立起為量子精密測量研究相關(guān)基礎(chǔ)研究、技術(shù)驗證、關(guān)鍵元器件自主研制等提供全鏈條支撐的科技基礎(chǔ)設(shè)施。（記者 陸成寬）