我國量子通信和量子計(jì)算研究現(xiàn)在是什么水平？

　　過去的十幾年，我們?cè)趪H上獲得一些比較好的評(píng)價(jià)。2007年，《新科學(xué)家》在其《中國崛起》?？锾岬剑骸爸袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)——因而也是整個(gè)中國——牢牢地在量子計(jì)算的世界地圖上占據(jù)了一席之地”。

　　2012年，《自然》年度十大科技亮點(diǎn)中說“標(biāo)志著中國在量子通信領(lǐng)域的崛起，從10年前不起眼的國家，發(fā)展為現(xiàn)在的世界勁旅”。之后的2013、15年、17、18年，我們也分別有原創(chuàng)成果入選國際上的一些重大進(jìn)展。

　　獲獎(jiǎng)情況。由左至右：2012年《自然》;美國物理學(xué)會(huì)“2013年度亮點(diǎn)”;英國物理學(xué)會(huì)“2015年度突破”;《自然》“2017年度國際重大科學(xué)事件”

　　下圖總結(jié)了我國量子信息領(lǐng)域在高水平期刊上發(fā)表論文的情況，可以看到，從1998年開始，高水平論文數(shù)量已經(jīng)增長了80多倍。這也是我們國家科技方面在改革開放40年里進(jìn)步的縮影。

　　我國量子信息領(lǐng)域高水平論文發(fā)表情況

　　未來，希望利用我剛才所講的技術(shù)，在地面用光纖的方法實(shí)現(xiàn)城市里多個(gè)節(jié)點(diǎn)的量子通訊網(wǎng)絡(luò)，再利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離，例如幾千公里的安全信息傳輸，組建一個(gè)能夠保障國家信息安全的骨干網(wǎng)，同時(shí)催生下一代的信息技術(shù)。

　　總的來說，量子通信已經(jīng)比較成熟了，而且我國是全面領(lǐng)先于歐洲和美國的。但量子計(jì)算剛剛從基礎(chǔ)研究邁入技術(shù)積存和集中攻關(guān)的階段，根據(jù)其實(shí)現(xiàn)難度，基本可以分為三個(gè)階段。

　　量子計(jì)算發(fā)展三階段

　　第一階段：量子霸權(quán)。量子霸權(quán)是一個(gè)學(xué)術(shù)定義，指能夠造出一臺(tái)在某個(gè)問題上超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)能力的量子計(jì)算機(jī)。我們希望在未來的兩三年內(nèi)能夠達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。

　　第二階段：實(shí)用量子模擬機(jī)。未來的5—10年，我們希望實(shí)現(xiàn)一些有實(shí)用價(jià)值的，比如可以應(yīng)用于材料設(shè)計(jì)、組合優(yōu)化、大數(shù)據(jù)等的模擬機(jī)。

　　第三階段：通用量子計(jì)算機(jī)。這是最終、最困難的目標(biāo)。

　　量子精密測量的實(shí)現(xiàn)難度比量子計(jì)算容易，它的應(yīng)用將也會(huì)非常廣泛。利用量子比特非常敏感的特征測量一些重要的物理量，比如重力、磁場、電場、溫度等。從而把它用于導(dǎo)航技術(shù)、生命醫(yī)學(xué)檢測等方面。

　　左：慣性導(dǎo)航 右：重力地圖

　　左：納米級(jí)空間分辨率高靈敏電磁場、溫度測量 右：環(huán)境與安全監(jiān)測

　　國際挑戰(zhàn)

　　雖然目前態(tài)勢較好，但我們也面臨著一些非常嚴(yán)峻的國際挑戰(zhàn)。2017年10月24日，美國國會(huì)召開聽證會(huì)討論如何保證美國在量子技術(shù)國際競爭中的領(lǐng)導(dǎo)地位。

　　會(huì)議提到：“德國最先開展核武器研制，但美國率先造出原子彈;前蘇聯(lián)最先進(jìn)入太空，但美國率先實(shí)現(xiàn)了登月。盡管目前中國在量子技術(shù)若干方向上暫時(shí)具有優(yōu)勢…”

　　“……只要美國政府有意愿，就一定能夠再次領(lǐng)先……美國絕對(duì)無法承受在量子技術(shù)革命競爭中失敗的代價(jià)?！?/p>

　　最后做一個(gè)總結(jié)?！奥D計(jì)劃”改變了20世紀(jì)的世界格局。“第一次量子革命”時(shí)，因?yàn)闅v史原因，中國并沒有太多的參與，但現(xiàn)在“第二次量子革命”是一個(gè)非常好的機(jī)遇，是一個(gè)能夠使我們從之前的跟隨者、模仿者變?yōu)橐I(lǐng)者的機(jī)會(huì)，希望中國的科學(xué)家希望在“第二次量子革命”里能夠發(fā)揮非常好的作用。

　　謝謝大家。