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潘建偉委員： 十四五的重點任務是造出專用量子模擬機

潘建偉。



（綜合報導）「『十四五』是承上啟下實現量子信息科技深化發展、快速突破的關鍵時期。」2月25日，全國政協委員、中國科學技術大學常務副校長潘建偉院士說，在量子通信方面，中國將構建完整的天地一體廣域量子通信網絡技術體系，率先推動量子通信技術在金融、政務和能源等領域廣泛應用；在量子計算方面，將有效解決大尺度量子系統的效率問題，實現數百個量子比特的相干操縱，研製專用量子模擬機以解決若干經典計算機難以解決的具有重大實用價值的問題，並為實現通用量子計算機奠定基礎；在量子精密測量方面，將突破與導航、醫學檢驗、科學研究等領域密切相關的量子精密測量關鍵技術，研製一批重要量子精密測量設備。
為了實現上述「十四五」期間的預期發展目標，在潘建偉看來，量子信息各研究領域都存在一些最需要突破的關鍵點。「在量子通信關鍵技術方面，需要突破高速高精度調製和高效低噪聲探測、大規模網絡交換和管控、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星組網等技術。」他說。量子通信具有明確的應用導向，當前已初步具有實用價值，在從實驗室走向實際應用的過程中，需要經歷基礎研究、關鍵技術研發、工程化集成與驗證等階段，然後才能實現規模化商業應用。
因此，推動量子通信技術盡早服務於國家信息安全，形成非對稱優勢，應注重與用戶部門的合作，通過進一步的工程化實踐，在技術標準制定、與經典通信網絡的融合，以及國產化、小型化、低成本的核心器件和設備等與量子通信現實應用密切相關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、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。
隨著「九章」光量子計算原型機的實現，我國已成功實現了「量子計算優越性」，「十四五」期間的重點任務是力爭造出真正「有用」的專用量子模擬機，即相干操縱數百個量子比特，用於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，鑒於量子計算迅猛的發展態勢，也需要相關部門與研究機構合作探索量子計算可能的應用模式以及相關的算法研究等。
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，在此基礎上研製出一批在國家安全、環境監測、前沿科學、生命健康等領域有重要應用價值的量子精密測量設備。
潘建偉說，由於量子精密測量研究往往需要苛刻的實驗環境，例如空間精密測量實驗所需的微重力環境、時間頻率傳遞所需的長基線干涉儀、超高精度光鍾所需的恆溫恆濕低震動平台等，難以由單個機構或部門全部實現。因此需要整合方研究資源和創新要素，建立起為量子精密測量研究相關基礎研究、技術驗證、關鍵元器件自主研製等提供全鏈條支撐的科技基礎設施。

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