完善量子科技等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和治理體系，已寫入黨的二十屆三中全會(huì)決定。中國(guó)科學(xué)院院士、深圳國(guó)際量子研究院院長(zhǎng)俞大鵬日前在一次演講中提出，發(fā)展量子科技需要政府和頭部企業(yè)合力投入。

8月29日，俞大鵬應(yīng)邀在深圳創(chuàng)新發(fā)展研究院作“量子計(jì)算技術(shù)前沿與產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)”演講。他首先從宏觀和微觀兩個(gè)層面介紹了量子力學(xué)的重要意義。他指出，量子力學(xué)是宇宙運(yùn)行規(guī)律最底層的科學(xué)，因?yàn)橛钪嫒f(wàn)物都是由“電子、光子、夸克和膠子”四種宇宙基本粒子，在“強(qiáng)力、弱力、電磁力和引力”四種相互作用力作用下構(gòu)成的，萬(wàn)物皆可量子。

“當(dāng)人類仰望天空、探索遙遠(yuǎn)的宇宙，就產(chǎn)生了牛頓力學(xué)等宏觀科學(xué)；當(dāng)人類窺視自我，往微觀世界去探索‘我們是誰(shuí)、從哪里來、組成我們自身的微觀粒子是否也滿足宏觀牛頓定律’等，就產(chǎn)生了量子力學(xué)。” 俞大鵬說。

今天，量子力學(xué)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于日常生活的方方面面，量子力學(xué)迄今最大、最成功的應(yīng)用，就是基于固體能帶論的現(xiàn)代電子信息技術(shù)和數(shù)字信息技術(shù)。第一次量子技術(shù)革命支撐了包括原子能、激光、核磁成像、互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代技術(shù)，成就了全球每年萬(wàn)億元產(chǎn)值的電子信息技術(shù)工業(yè)體系。

第一次量子技術(shù)革命有這么多成功的應(yīng)用，為什么還要大力發(fā)展以量子計(jì)算為代表的第二次量子技術(shù)革命？對(duì)此，俞大鵬認(rèn)為有三方面驅(qū)動(dòng)因素。第一是量子力學(xué)本身需要不斷發(fā)展、加深理解和認(rèn)識(shí)。第二是需求驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)在正處在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人工智能也好，元宇宙也罷，算力決定一切、算力定義一切。但是，基于摩爾定律的傳統(tǒng)芯片走到了頭，電子計(jì)算機(jī)的算力也因此發(fā)展到了天花板，然而無序大規(guī)模數(shù)據(jù)卻正以每?jī)赡攴环乃俣仍鲩L(zhǎng)，數(shù)字時(shí)代呼喚一種智能的顛覆性算力。第三是人類對(duì)微觀世界的操控能力達(dá)到了新的高度，現(xiàn)在能夠做以前想都不敢想的事情。

正是數(shù)字時(shí)代的算力需求把還處在前期的量子計(jì)算推到了臺(tái)前。人們希望充分利用量子疊加、量子糾纏、量子干涉等特性，來制造出超越經(jīng)典電子計(jì)算機(jī)的新型計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)算力指數(shù)加速、解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法解決的難題。

在這方面，中國(guó)在全球范圍內(nèi)頗有建樹。去年10月，由中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院潘建偉、陸朝陽(yáng)、劉乃樂等組成的研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所、國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，成功構(gòu)建了255個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章三號(hào)”，再度刷新了光量子信息的技術(shù)水平和量子計(jì)算優(yōu)越性的世界紀(jì)錄。

根據(jù)公開正式發(fā)表的最優(yōu)經(jīng)典精確采樣算法，“九章三號(hào)”處理高斯玻色取樣的速度比上一代“九章二號(hào)”提升一百萬(wàn)倍?！熬耪氯?hào)”在百萬(wàn)分之一秒時(shí)間內(nèi)所處理的最高復(fù)雜度的樣本，需要當(dāng)前最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)“前沿”花費(fèi)超過二百億年的時(shí)間。

“目前量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)過了優(yōu)越性展示，處在從專業(yè)量子計(jì)算機(jī)到通用量子計(jì)算機(jī)的階段?！庇岽簌i說，但這個(gè)階段還面臨許多挑戰(zhàn)，包括研發(fā)與制造如何做到更好地分工合作等。

2016年，俞大鵬主導(dǎo)創(chuàng)辦了深圳國(guó)際量子研究院，該機(jī)構(gòu)已成為國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一部分。5年下來，深圳國(guó)際量子研究院已取得豐碩的成果。例如，自主研發(fā)低溫低噪聲放大器等超導(dǎo)量子計(jì)算相關(guān)的電子學(xué)關(guān)鍵全鏈條技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代；聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位研制成功電子束刻蝕機(jī)，在量子器件與量子芯片研發(fā)加工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突圍；“玻色編碼糾錯(cuò)延長(zhǎng)量子比特壽命”成果入選“2023年中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”。

“深圳的夏天挺熱的，在實(shí)驗(yàn)室待著最舒服，深圳真是干活的好地方?！?俞大鵬笑言。

目前，量子計(jì)算研究比夏天的天氣還熱，但在俞大鵬看來，路阻且遠(yuǎn)，他希望外界不要捧殺，也不要棒殺。根據(jù)他的體會(huì)，在中國(guó)發(fā)展量子科技，根本的保證是政府投入，同時(shí)，也需要頭部大企業(yè)發(fā)力。 “我們需要不斷加強(qiáng)人才儲(chǔ)備，努力打造量子信息技術(shù)生態(tài)鏈，讓科學(xué)家去做科學(xué)家的事情，企業(yè)做好企業(yè)的事情。只有每個(gè)人把自己的工作做到極致、做成藝術(shù)品，我們才有可能在量子計(jì)算領(lǐng)域勝出?！?俞大鵬說。