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创新发展的安徽领跑:在量子革命中"弄潮争先"

合肥在线  2017-12-06 16:11   稿源: 安徽日报

  12月5日,在中科大多光子纠缠研究室,科研人员在调整光量子比特操作装置光路。徐旻昊摄

  12月5日8时许,在中国科学技术大学的校园里,满是行色匆匆的学子。此时,位于中科大东区的多光子纠缠研究室里,中科院量子信息与量子科技创新研究院研究员汪喜林正与同事们紧张地做着多光子纠缠的实验。 “我们正努力实现20个左右的光量子比特纠缠,一旦这个目标达成,将大幅提升光量子计算机的计算能力。 ”汪喜林告诉记者。

  穿上鞋套,在洁净室“风淋”后,记者进入多光子纠缠研究室,一个个光学仪器让人目不暇接。研究室的墙上贴着大大的《自然》杂志封面,展示着近年来他们团队取得的重大研究成果。“我们这有世界领先的线性光学量子计算实验平台,此前已经取得了多自由度量子隐形传态、10光子纠缠等多项世界领先的科技成果。 ”汪喜林介绍。

  作为中科大潘建伟院士团队成员,汪喜林坦言,虽然他们团队近年来取得了不少成果,但也面临重大挑战,很多难题需要一个个去解决。“3年目标:操纵25个光子,在处理波色取样问题上超越商用CPU的计算能力;5年目标:操纵45个光子,在处理波色取样问题上超越世界排名第一的超级计算机。 ”汪喜林说,在量子计算领域,他们已经为自己设立了努力的目标。

  2016年8月16日,由中科大主导研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射。今年,“墨子号”先后被写进2017年新年贺词和十九大报告。 8月,“墨子号”提前顺利完成量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态三大科学任务。 9月,世界首条量子保密通信“京沪干线”正式贯通,并首次成功实现洲际量子保密通信。至此,我国已构建出天地一体化广域量子通信网络雏形。 “这标志着中国实现从‘跟跑者’向‘领跑者’转变,中国量子通信研究在国际上达到全面领先的优势地位。 ”中科院院长白春礼毫不吝惜自己的赞美之词。

  在量子计算领域,中科大同样让世界“刮目”。 5月3日,潘建伟在上海宣布,由中科大主导研制的世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生。实验测试表明,该量子计算机的取样速度比人类历史上首台电子管计算机和首台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍,创造世界纪录。今年年底,他们还将上线高精度10超导量子比特的云计算平台,公众可以在线体验量子计算。

  一枝独秀不是春。目前,在量子信息技术领域,中科大已经形成了郭光灿、杜江峰、潘建伟3位院士领衔的“超豪华”阵容,被誉为“量子GDP”,“GDP”就是三位院士姓氏拼音的首字母。今年以来,郭光灿院士团队在全球推出首个基于半导体量子芯片的量子计算云平台,杜江峰院士团队首次在室温固态体系中实现绝热量子质因数分解。

  量子信息技术,是当前世界最前沿的科学技术。量子力学理论自上世纪初提出以来,不断获得实验支持,催生了激光、晶体管、全球卫星定位系统等一系列改变世界面貌的重大发明,被称为“第一次量子革命”。新世纪以来,世界主要国家纷纷制定计划、投入巨资,把量子信息技术作为未来的战略制高点,“第二次量子革命”大幕拉开。

  目前,我省正高位推进合肥综合性国家科学中心建设,并把创建国家量子信息科学实验室作为科技创新“一号工程”。今年7月,中科院量子信息与量子科技创新研究院在合肥揭牌,为组建量子信息科学国家实验室创造了条件、奠定了基础。目前,该创新研究院一期主体工程已开工建设,计划到2019年实现全国优势研究力量的初步整合,形成较为合理、初步完善的研究布局。

  “正在发生的‘第二次量子革命’,会对未来信息时代的综合国力和国家竞争力产生根本的影响。”潘建伟表示,将抓住变革的历史性机遇,努力实现中国在量子信息技术领域全面领先。

  ·记者手记·

  抓住机遇方能赢得主动

  世界首个超越早期经典计算机的光量子计算机诞生,世界首条量子保密通信“京沪干线”正式贯通,世界首颗量子通信实验卫星“墨子号”被写入十九大报告……今年以来,我省在量子信息技术领域所取得的一系列世界领先的科技成果,令人振奋。当前,世界进入“第二次量子革命”时期,我省正是由于抓住了机遇提前布局,才有今天“世界级”成果的不断涌现。

  抓住机遇方能赢得主动。 “在量子通信领域,中国用了不到十年时间,由一个不起眼的国家发展成为现在的世界劲旅。 ”世界顶级权威期刊《自然》曾如此评价中国的量子科技发展。自古以来,科学技术就以一种不可逆转、不可抗拒的力量推动着人类社会向前发展。

  十九大报告指出,要瞄准世界科技前沿,强化基础研究,实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破。量子信息技术正是世界科技前沿,目前以中科大潘建伟院士为代表的中国量子信息技术团队,已经在量子通信领域实现了从“跟跑”到“领跑”的转变。下一步,在十九大报告的指引下,更是要努力实现更多核心技术的突破,力争信息技术领域的全面领先。

  同时我们也要时刻保持警醒:现在在量子通信领域领跑,并不等于永远领跑。不谋万世者,不足谋一时;不谋全局者,不足谋一隅。只有永不止步、持续投入,充分激发科学家的创新活力,才能持续保持世界领先的地位。(记者桂运安)

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