要让量子计算走出实验室

本报记者 张蔚蓝 陈子帅
中国量子计算发展势头迅猛，继去年10月255个光子的“九章三号”问世，极大提升我国量子计算原型机的计算复杂度后，今年1月6日，我国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上线运行并向全球公众限时免费开放，这标志着我国超导量子计算机产业链基本成链。中国科学院量子信息重点实验室副主任郭国平教授是“本源悟空”科研团队主要负责人，同时也是来自安徽省的全国人大代表，今年两会，他的建议也着眼于量子计算领域。他具体建议方向是什么？在他眼中，我国量子计算的水平如何？他如何理解新质生产力……在接受《环球时报》专访时，郭国平给出了答案。
我国超导量子计算机自主产业链基本成链
“量子计算机，是当前国际科技赛道‘兵家必争之地’。”郭国平对《环球时报》记者直言，美国开始量子计算研究早于中国20年以上，仅美国IBM公司就已经在全球部署了数十台超导量子计算机。不过，中国量子计算近年来取得的成果也十分显著。
据郭国平介绍，其团队已在一线深耕量子计算研究21年，先后研制出中国第一套自主量子计算机测控系统、第一个自主量子计算机操作系统、第一款自主量子芯片设计软件、第一条自主量子芯片生产线等，这些自主设备和技术在“本源悟空”上全部实现集成运行，使我国成为世界上第三个具备量子计算机整机交付能力的国家。到今年2月26日，“本源悟空”先后被104个国家用户访问超200万次，并成功完成16万多个全球量子计算任务，美国、加拿大、俄罗斯为境外访问量前三名。“这标志着我国自主超导量子计算机产业链基本成链，中国正式拥有了可用的自主量子算力。”
加快量子计算成果落地、产业应用推广
作为21世纪最有前景的前沿科技之一，量子计算的应用潜力巨大，有望为当前智能制造、金融分析、新材料研发、生物医疗、物联网等领域的商业格局带来革命性转变。郭国平告诉《环球时报》记者，量子计算的精确分析不仅能够应用于金融业务，还可用于农业领域中的氨肥制造工艺改进，用于电动汽车高性能电池的研发，其凭借分子模拟功能还可以应用在制药行业。更重要的是，量子计算关乎国家安全，美国保守派智库哈德逊研究所2018年的报告就指出，一旦通用型量子计算机成功问世，或专用量子计算机达到300个量子比特可控的计算力，攻破现今通用的公钥加密系统是转瞬之间的易事。
“在量子计算产业中，新质生产力表现为能够更好地利用量子计算技术，实现对传统计算和各个行业领域应用的突破，从而提高生产效率、创造价值和推动经济发展。”郭国平对《环球时报》记者表示，国产量子计算机是孕育未来新质生产力的新工具。让超强量子算力支撑我国各行业高质量发展，将有助于我国争夺新一轮科技战略制高点和产业变革的前沿阵地。
《环球时报》记者关注到，近几年有关量子计算赋能产业发展的讨论热度攀升。波士顿咨询公司最新预测，量子计算有望于2025年产生商业价值，而药物研究、气候变化和金融是早期就能受益的领域。需要关注的是，目前我国量子计算成果转化能力仍需提升。郭国平介绍说，国际上，量子计算的研制开发已步入由龙头企业主导，研发、应用“双向驱动”，应用牵引和市场导向的加速效能凸现，而国内研发和应用之间“断层”明显，加大量子计算成果转化紧迫性不言而喻。
“让量子计算真正走出实验室，加快量子计算成果落地、产业应用推广，培育壮大自主的量子计算软硬件产业‘朋友圈’和生态圈至关重要。”郭国平说。《环球时报》记者关注到，目前国内量子计算产业化应用初显成果。去年6月蚌埠医学院与本源量子公司达成合作，联合探索量子计算在生物医药领域的应用，9月双方首次发布量子算力应用于乳腺癌诊治的研究成果。
“我重点关注‘卡脖子’问题”
从国际量子计算机发展态势来看，国外量子计算研究机构与量子计算企业加速量子计算从实验室走向工程化、产业化，持续迭代新产品、新突破，逐渐形成量子计算产业链的国际垄断，布局自主量子计算机产业链发展已成为我国当前的重大需求之一。“今年两会，我重点关注解决量子计算机被外国‘卡脖子’、壮大中国自主量子计算机制造链问题。”郭国平告诉《环球时报》记者。
那么，我国该如何推动量子计算与各类产业的深度融合，如何推进量子科技产业的迭代发展？这正是郭国平今年两会建议的主要方向。
郭国平向《环球时报》记者介绍，今年他带来一个议案9条建议，概括为四个方向。一是对量子计算制造链上关键技术系统科研立项。“量子计算技术攻坚可以补短板、强弱项为重点。”设立关键核心技术攻关专项，支持开展量子芯片原创性、引领性科技攻关。设立重点研究与开发计划专项，着力攻关量子计算关键仪器设备实现国产替代。
二是对量子计算机制造链出台长期扶持政策。郭国平表示，建议出台量子芯片相关产业扶持政策，全力支持打造量子芯片产业链发展。在上海、广州、合肥、南京等全国大城市中选择若干地点，建设国家级量子计算产业示范基地，以点带面辐射发展，加快建成城市先进算力网；针对国防、生物医药、航空航天、新材料、金融、人工智能等重点行业实施集群发展专项行动，研究制定量子计算多行业应用行动计划，加快谋划布局我国量子计算未来产业。
三是政府和企业之间、企业与企业间要联合攻关，让量子计算机“造出来”且尽快“用起来”，由此我国自主量子计算机才能更好成为国之重器，才能有力抗衡国际量子计算产业封锁。郭国平建议相关部门出台经费扶持政策在生产制造链上加大培育推广我自主量子计算机关键核心产品应用。加快培育壮大“量算-智算-超算”融合产业，在国家布局的超算互联网基础上，加快建成国家量子计算与超级计算融合互联网，全方位提升大国算力；建议专项资金、政策支持我自主量子计算机“走出去”，在“一带一路”国家培育壮大我国自主的量子计算软硬件产业和生态。
四是加大量子计算制造链相关人才培育。“重大发明创造、颠覆性技术创新关键在人才。”郭国平建议，要加快培养一批量子科技领域的高精尖人才，宜设立量子计算科普教育基金作为专项经费列入各级财政计划，系统布局全国量子计算科普教育体系，通过构建自主化量子计算机真机实训教育环境，建立国产量子计算机操作系统和语言使用习惯，来培养出我国量子计算机实践能力和创新研究的真人才，让我国自主量子计算制造链“蓬勃生长”。
我国2020年发布的“十四五”规划和2035年远景目标建议中提到，要瞄准人工智能、量子信息等前沿领域，强化国家战略科技力量。《环球时报》记者关注到，近年来，我国在量子信息技术三大领域“全面开花”。从2016年我国完全自主研制、世界上第一颗空间量子科学实验卫星“墨子”号成功发射，到今年中企量子通信技术亮相“巴展”，我国在量子通信研究与应用方面的领先地位日益巩固。在量子精密测量领域，中国科大近期也获重要进展，有望为当前10纳米以下芯片中的缺陷检测提供一种强有力的技术手段。▲