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中国 量子科技 中国“快进”( 二 )


与此同时，中国科研人员还利用量子卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发等成果。2017年，全球首条量子保密通信骨干网“京沪干线”项目通过总技术验收。
今年，中国科学家在量子通信领域同样取得诸多成果——
3月，中国科学技术大学潘建伟团队等研究人员实现了500公里级真实环境光纤的双场量子密钥分发和相位匹配量子密钥分发，传输距离达到509公里，创造了新的世界纪录。
5月，中国科研团队在国际物理学权威期刊《现代物理评论》上发表论文，系统阐述了量子密码的原理、理论和实验技术，为量子密码的广泛应用以及标准化制定奠定了基础。
今年9月，郭光灿院士团队与奧地利同行合作，首次实现了高保真度的32维量子纠缠态，显著提高了量子通信的信道容量，创造了当前世界最高水平。
量子计算抢占先机
量子计算同样是各国竞相布局的量子科技领域。
与传统计算机相比，量子计算机有独特优势。传统计算机的运算单位比特只有0和1两种状态。而在量子计算机里，由于量子叠加态的存在，1个量子比特可同时记录0和1两个状态。如果计算机操纵的量子数目增多，就会以指数级增长提升计算机的运算速度，计算能力潜力巨大。
随着运算能力的提升，社会生活的诸多领域都有望迎来“革命”——提高农作物产量、指导科学的城市交通规划、促进新药研发、实现高精度的天气预报……专家表示，量子计算将极大促进当前人工智能及其应用的发展，深刻地改变包括基础教育在内的众多领域。
近年来，在量子计算领域，世界各个科技发达国家群雄逐鹿，IBM、谷歌、微软等企业你追我赶，通过不同技术路径实现对更多量子比特的操纵。去年10月，谷歌研究人员在《自然》杂志发表论文称，已成功演示“量子霸权”，让量子系统花费约200秒完成传统超级计算机要1万年才能完成的任务。
所谓“量子霸权”，即量子计算机在某个特定问题上的计算能力超过传统计算机，解决传统计算机在合理时间范围内无法解决的复杂难题。尽管多方对于谷歌的研究成果仍存质疑，但毫无疑问，量子计算机已经接近超越传统计算机的运算能力和应用前景。
通过科学家的奋力追赶，在量子计算领域，中国整体上与发达国家处于同一水平线。近年来，多支科研团队在量子计算领域取得阶段性成果。去年年底，潘建伟等学者与德国、荷兰的科学家合作，在国际上首次实现了20光子输入60×60模式干涉线路的玻色取样量子计算，在四大关键指标上均大幅刷新国际纪录，逼近实现量子计算研究的重要目标“量子霸权”。
而在企业方面，百度、阿里巴巴、腾讯、华为等科技企业也相继出台了量子计算研究计划。今年9月，中国企业自主研发的6比特超导量子计算云平台正式上线，全球用户可以在线体验来自中国的量子计算服务。
战略布局已成全球共识
当前，在量子科技领域整合科技资源、集中力量突破，已在主要发达国家中形成广泛共识。欧美发达国家的政府、科研机构和产业资本正在加速进行战略部署，大幅度增加研发投入，对中国取得的局部领先优势发起强烈冲击。
在欧洲，欧盟早在2016年就宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目，迎接“第二次量子革命”。德国日前表示，计划在2021年建成该国首台量子计算机，并在5到10年后推动相关新技术在工业领域的应用。
美国于2018年启动“国家量子行动法案”。今年7月，美国能源部公布了量子互联网发展的战略蓝图，提出要确保美国处于全球量子竞赛的前列，引领通信新时代。近日，美国还开通了国家量子协调办公室网站，并发布了聚焦八大研究领域的《量子前沿报告》。
日本为了加强科技实力，今年宣布对其文部科学省机构进行大幅调整，加速基础研究和国际竞争日益激烈的前沿技术的研发工作。其中，设置专门机构推动科研工作，对包括量子技术在内的新兴领域进行统一管理。此外，日本国内研究机构和大学也开始下大力气培养肩负未来的“量子人才”。
近年来，我国科技工作者在量子科技上奋起直追，取得一批具有国际影响力的重大创新成果。经过30多年努力，中国已崛起为国际量子科研版图上的重要力量，在多个战略方向上实现领跑或进入第一阵营。
对此，潘建伟指出，量子科技是事关国家安全和社会经济高质量发展的战略性领域，必须将创新主动权和发展主动权牢牢掌握在自己手中。特别需要面向长远目标，通过国家层面的顶层设计和前瞻布局，整合优势资源形成自主创新的体系化能力。

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