量子信息(xi)技(ji)術(shu)是培育未來產(chan)(chan)業(ye)(ye)、構建新(xin)質生產(chan)(chan)力、推動(dong)高質量發展的(de)(de)重要(yao)方向(xiang)之一(yi)，將引領新(xin)一(yi)輪科技(ji)革(ge)命和產(chan)(chan)業(ye)(ye)變革(ge)方向(xiang)。當(dang)前(qian)量子信息(xi)技(ji)術(shu)發展進(jin)程如何？“殺手級(ji)”應用(yong)何時能出現？帶著(zhu)這些問(wen)題，《人民(min)郵電》報(bao)記者(zhe)近(jin)日采(cai)訪了中(zhong)國(guo)信息(xi)通信研究院技(ji)術(shu)與(yu)標準研究所(suo)所(suo)長張海懿。她表示，經過40余年發展，量子信息(xi)技(ji)術(shu)已從(cong)僅有學術(shu)界(jie)關(guan)注的(de)(de)基(ji)礎科學研究和前(qian)沿技(ji)術(shu)探索(suo)，逐(zhu)步進(jin)入產(chan)(chan)業(ye)(ye)界(jie)共(gong)同(tong)參與(yu)的(de)(de)工(gong)程應用(yong)研究和未來產(chan)(chan)業(ye)(ye)培育的(de)(de)歷史進(jin)程當(dang)中(zhong)，目前(qian)已進(jin)入科技(ji)攻關(guan)、工(gong)程研發、應用(yong)探索(suo)和產(chan)(chan)業(ye)(ye)培育一(yi)體化推進(jin)的(de)(de)關(guan)鍵發展階段。

　　技術研發持續活躍

　　量子(zi)通(tong)信領(ling)域主要(yao)關(guan)注的(de)方(fang)向(xiang)包(bao)括量子(zi)密鑰(yao)分(fen)發(fa)（QKD）、量子(zi)隱形傳(chuan)態(tai)(tai)（QT）等，其他一些技術(shu)方(fang)案(an)如量子(zi)安全直(zhi)接通(tong)信（QSDC）等也在進一步發(fa)展。張(zhang)海懿認為，在產(chan)品及應(ying)用(yong)方(fang)面，QKD基(ji)(ji)于(yu)量子(zi)態(tai)(tai)光信號傳(chuan)輸和(he)后處(chu)理，實(shi)(shi)現(xian)對稱密鑰(yao)生成，具有理論協議安全性(xing)，已有商用(yong)化產(chan)品，目前進入初步實(shi)(shi)用(yong)化階段。QT基(ji)(ji)于(yu)糾(jiu)纏分(fen)發(fa)和(he)貝(bei)爾態(tai)(tai)測(ce)量，實(shi)(shi)現(xian)量子(zi)態(tai)(tai)信息傳(chuan)輸，是(shi)實(shi)(shi)現(xian)量子(zi)信息網絡的(de)關(guan)鍵技術(shu)，處(chu)于(yu)科研(yan)探索(suo)階段，尚未實(shi)(shi)用(yong)化。在新(xin)技術(shu)研(yan)究(jiu)探索(suo)方(fang)面，近年來，QKD新(xin)型(xing)協議系統(tong)研(yan)究(jiu)和(he)星地(di)傳(chuan)輸實(shi)(shi)驗(yan)持(chi)續活躍，商用(yong)系統(tong)的(de)工程化水(shui)平提升(sheng)有限(xian)，而QT在糾(jiu)纏制備、操控和(he)存儲中繼等方(fang)面尚無(wu)重大(da)突(tu)破(po)。展望(wang)未來發(fa)展趨(qu)勢，基(ji)(ji)于(yu)QKD的(de)量子(zi)保(bao)密通(tong)信應(ying)用(yong)場景有限(xian)，需要(yao)進一步提升(sheng)產(chan)品性(xing)能指標和(he)工程化水(shui)平，探索(suo)和(he)拓展有效應(ying)用(yong)場景，才能擺脫產(chan)業發(fa)展困境，同(tong)時后量子(zi)加(jia)密（PQC）是(shi)值得關(guan)注的(de)發(fa)展方(fang)向(xiang)。

　　另外(wai)，結合QT等技(ji)(ji)術(shu)的(de)量子信(xin)(xin)息(xi)網(wang)(wang)絡（QIN）是未來融合發展演進的(de)方向，已成為量子通信(xin)(xin)領(ling)域(yu)(yu)科研(yan)競爭的(de)主賽道，歐美(mei)在量子通信(xin)(xin)領(ling)域(yu)(yu)重(zhong)點布局(ju)推動(dong)QIN的(de)技(ji)(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)、原型驗證和組網(wang)(wang)試驗等工作，近年來取得多項重(zhong)要進展，我國需加快推動(dong)相(xiang)關(guan)技(ji)(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)探索。

　　“殺手級”應用蓄勢待發

　　目前量子計算多(duo)種路線競相發展(zhan)，實際發展(zhan)情況如何？實現量子計算“殺(sha)手級”應用還面臨哪(na)些挑戰？

　　當前，在量(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)領域，超導、離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)、光量(liang)子(zi)(zi)(zi)、中性原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)、硅(gui)半導體(ti)、金剛(gang)石(shi)色心和拓撲七大(da)主要技術路線(xian)(xian)并行發展(zhan)，現階段整(zheng)體(ti)上依然處(chu)(chu)于中等規(gui)(gui)模(mo)含噪聲量(liang)子(zi)(zi)(zi)處(chu)(chu)理(li)器階段，量(liang)子(zi)(zi)(zi)糾錯(cuo)已(yi)驗(yan)證(zheng)糾錯(cuo)盈(ying)虧平衡點，其(qi)中超導技術路線(xian)(xian)是有(you)望(wang)率先實現量(liang)子(zi)(zi)(zi)糾錯(cuo)和突破“殺手(shou)級”應用的“種(zhong)子(zi)(zi)(zi)選手(shou)”之一(yi)(yi)，中性原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)路線(xian)(xian)近(jin)兩年在多條技術路線(xian)(xian)競(jing)爭中異軍突起，可控(kong)量(liang)子(zi)(zi)(zi)物理(li)比(bi)特數量(liang)已(yi)超1000，與(yu)超導路線(xian)(xian)并駕齊驅，有(you)望(wang)成為(wei)一(yi)(yi)匹“黑馬”。總體(ti)來說，量(liang)子(zi)(zi)(zi)處(chu)(chu)理(li)器硬(ying)件性能水平距(ju)離(li)(li)實現大(da)規(gui)(gui)模(mo)可容錯(cuo)通(tong)用量(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)還(huan)有(you)很大(da)差距(ju)，未來仍需(xu)業(ye)界長期艱苦努(nu)力攻關(guan)。

　　近(jin)年來(lai)，量(liang)子計算(suan)應(ying)用探(tan)索廣泛開展(zhan)(zhan)，但目前尚未(wei)在(zai)實用化問(wen)題中(zhong)展(zhan)(zhan)現出有現實意義的量(liang)子計算(suan)優(you)越(yue)性(xing)，仍處于原理性(xing)與可行性(xing)驗證的探(tan)索階段(duan)。未(wei)來(lai)要實現量(liang)子計算(suan)“殺手級”應(ying)用，加快構建國家級量(liang)子計算(suan)云平臺是提升(sheng)探(tan)索能力和培(pei)育產業生(sheng)態的重要途徑，基礎(chu)核心是進(jin)一步提升(sheng)量(liang)子處理器的硬件性(xing)能。以超導路線為例(li)，在(zai)相干操(cao)控比特數(shu)達(da)數(shu)百位規模，邏輯門保真度(du)達(da)99.9％以上時，有望(wang)在(zai)運算(suan)復(fu)雜度(du)和精度(du)要求不高的組合優(you)化等場景中(zhong)率先(xian)實現落地(di)。

　　量子測量發展前景廣闊

　　量(liang)子(zi)測(ce)(ce)量(liang)基(ji)于(yu)(yu)(yu)對微(wei)觀(guan)粒(li)子(zi)系統(tong)的(de)(de)操控進(jin)行傳感測(ce)(ce)量(liang)，在精度(du)、靈敏度(du)和(he)穩定性等(deng)方(fang)面帶來(lai)數量(liang)級提升(sheng)，具有技術(shu)(shu)方(fang)向多元、應(ying)用場(chang)景豐富、產業化前景明(ming)確(que)的(de)(de)特點。張海懿表示，相關技術(shu)(shu)方(fang)向包括用于(yu)(yu)(yu)新(xin)一代PNT（定位、導航、授時）的(de)(de)光(guang)學原子(zi)鐘(zhong)、光(guang)學時頻傳輸、原子(zi)陀螺儀(yi)(yi)與重(zhong)力(li)儀(yi)(yi)，以及(ji)用于(yu)(yu)(yu)高靈敏度(du)檢測(ce)(ce)與目標(biao)識別的(de)(de)光(guang)量(liang)子(zi)雷(lei)達(da)、磁場(chang)精密測(ce)(ce)量(liang)、物質(zhi)痕量(liang)檢測(ce)(ce)等(deng)。從技術(shu)(shu)產業發展現狀來(lai)看，量(liang)子(zi)時頻基(ji)準、磁力(li)計(ji)、重(zhong)力(li)儀(yi)(yi)等(deng)逐步從實驗室走向商用化，部分(fen)方(fang)向實現產品迭代；量(liang)子(zi)慣導和(he)目標(biao)識別等(deng)處于(yu)(yu)(yu)技術(shu)(shu)萌芽期，距離產品化較(jiao)遠。

　　張海懿(yi)認為(wei)，從未來(lai)主要或潛在應(ying)用(yong)(yong)場景(jing)來(lai)看(kan)(kan)，國防(fang)軍(jun)工、航空航天、定位(wei)導(dao)航、地質(zhi)／資源勘測和(he)生物醫療等(deng)眾多(duo)行(xing)業領域(yu)都(dou)將與(yu)量(liang)(liang)(liang)子(zi)測量(liang)(liang)(liang)技(ji)術相關。從技(ji)術產業未來(lai)發展趨勢來(lai)看(kan)(kan)，量(liang)(liang)(liang)子(zi)測量(liang)(liang)(liang)技(ji)術整(zheng)體處于實(shi)驗室研發和(he)原(yuan)型機攻關階(jie)段，如何走出實(shi)驗室在工程化(hua)應(ying)用(yong)(yong)場景(jing)中實(shi)現(xian)落(luo)地，樣機整(zheng)體能力指標如何滿(man)足實(shi)際場景(jing)中全(quan)方位(wei)應(ying)用(yong)(yong)需(xu)求，仍需(xu)進一步探索和(he)突(tu)破，同(tong)時(shi)量(liang)(liang)(liang)子(zi)測量(liang)(liang)(liang)應(ying)用(yong)(yong)領域(yu)分散(san)，單一領域(yu)產業規模有限(xian)，產業推動力有待(dai)加強。

　　“我(wo)(wo)國高度重(zhong)視量(liang)子信息領域(yu)發(fa)展(zhan)(zhan)，近年來(lai)取得(de)一系列重(zhong)要進(jin)展(zhan)(zhan)，產(chan)(chan)(chan)(chan)學研(yan)(yan)協同和產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)生態培育(yu)等工(gong)作也逐(zhu)步(bu)得(de)到重(zhong)視。”展(zhan)(zhan)望未(wei)來(lai)，張(zhang)海懿表示，“為(wei)加快推進(jin)我(wo)(wo)國量(liang)子信息領域(yu)持續發(fa)展(zhan)(zhan)，我(wo)(wo)認為(wei)未(wei)來(lai)需要依托QIIA等產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)聯盟(meng)平臺，在加快關鍵技(ji)術攻關、保障自(zi)主供給能(neng)力(li)、加強產(chan)(chan)(chan)(chan)學研(yan)(yan)用協同、推進(jin)未(wei)來(lai)產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)培育(yu)等方面，進(jin)一步(bu)聚力(li)加快發(fa)展(zhan)(zhan)，爭取取得(de)更多技(ji)術、應用與產(chan)(chan)(chan)(chan)業(ye)化成果。”（記者(zhe)　岳(yue)懸）

　　轉自：人民郵電報