中經(jīng)聯(lián)播7月12日北京訊（張力 陳一夫 崔威漢）從理論實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)，中國(guó)量子科技正以多點(diǎn)突破之勢(shì)，重塑全球量子競(jìng)爭(zhēng)格局。
今年是量子力學(xué)誕生100周年。聯(lián)合國(guó)教科文組織將2025年定為“國(guó)際量子科學(xué)與技術(shù)年”，以紀(jì)念這一改變?nèi)祟愓J(rèn)知范式的科學(xué)革命。
在這一歷史性時(shí)刻，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)捷報(bào)頻傳：
“祖沖之三號(hào)”超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)比最快超級(jí)計(jì)算機(jī)快千萬(wàn)億倍；中非之間跨越12900公里的量子密鑰分發(fā)成功實(shí)現(xiàn)；“濟(jì)南一號(hào)”量子微納衛(wèi)星以僅100公斤的“小身板”完成太空密鑰傳輸使命。
量子計(jì)算：從優(yōu)越性證明邁向?qū)嵱没?/strong>
今年3月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)，成功研制出105比特超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之三號(hào)”。這一成果以封面論文形式發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》，被國(guó)際學(xué)界評(píng)價(jià)為“重新定義了超導(dǎo)量子處理器的性能天花板”。
“祖沖之三號(hào)”芯片示意圖。（中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)供圖）
“祖沖之三號(hào)”在83比特32層隨機(jī)線路采樣任務(wù)中展現(xiàn)出驚人算力：比當(dāng)前最強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)快1000萬(wàn)億倍（15個(gè)數(shù)量級(jí)），相較谷歌去年發(fā)布的67比特“懸鈴木”處理器，速度提升達(dá)100萬(wàn)倍。
關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)全面突破：量子比特相干時(shí)間72微秒，并行單比特門保真度99.90%，并行兩比特門保真度99.62%，并行讀取保真度99.13%。
“只有實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性，量子計(jì)算機(jī)才能成為‘超強(qiáng)大腦’?！卑不帐×孔有畔⒐こ碳夹g(shù)研究中心主任唐世彪表示。近日，服務(wù)于“祖沖之三號(hào)”的超導(dǎo)量子計(jì)算測(cè)控系統(tǒng)正式交付使用，為研發(fā)更大規(guī)?？杉m錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)奠定基礎(chǔ)。
量子通信：從實(shí)驗(yàn)室邁向全球組網(wǎng)
量子通信領(lǐng)域，中國(guó)正從關(guān)鍵技術(shù)突破邁向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用推廣。2025年以來(lái)，我國(guó)連續(xù)刷新百公里量子直接通信速率紀(jì)錄，成功構(gòu)建300公里全連接量子直接通信網(wǎng)絡(luò)，完成模塊級(jí)量子通信設(shè)備搭載火箭的發(fā)射與回收驗(yàn)收。
最具里程碑意義的是，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外合作，在中非相隔12900公里的距離上通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)“一次一密”圖像加密傳輸。這項(xiàng)發(fā)表于《自然》雜志的成果被審稿人稱贊為“向長(zhǎng)距離安全量子通信的現(xiàn)實(shí)飛躍”。
“濟(jì)南一號(hào)”量子微納衛(wèi)星的升空則標(biāo)志著中國(guó)航天器的“瘦身革命”。相比600公斤的“墨子號(hào)”，這個(gè)僅100公斤的“量子輕騎兵”將量子通信載荷壓縮至行李箱大小，密鑰生成速率提升5倍。
地面站從13噸“巨無(wú)霸”瘦身至百公斤級(jí)，可像行李箱般移動(dòng)部署。單次過(guò)境即可生成25萬(wàn)至100萬(wàn)比特安全密鑰，使量子通信首次具備商業(yè)應(yīng)用的時(shí)效基礎(chǔ)。
量子測(cè)量：精度突破與產(chǎn)業(yè)化落地
今年5月，國(guó)儀量子技術(shù)（合肥）股份有限公司發(fā)布自主研制的鉆石單自旋傳感器、量子磁力儀、微波場(chǎng)強(qiáng)儀等系列量子傳感器。
該公司董事長(zhǎng)賀羽表示：“我們一邊在實(shí)驗(yàn)室探索前沿科技提高測(cè)量精度，一邊拓展應(yīng)用場(chǎng)景?！痹卺t(yī)療領(lǐng)域，測(cè)量心臟磁場(chǎng)的儀器可對(duì)冠心病早篩；工業(yè)領(lǐng)域可與鋰電企業(yè)合作篩選原材料質(zhì)量。
更早的1月，全球首套±800千伏特高壓直流量子電流傳感器在南方電網(wǎng)落地應(yīng)用。這是量子測(cè)量技術(shù)在電力系統(tǒng)的首次工程化應(yīng)用，標(biāo)志該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。
前沿突破：雙參數(shù)估計(jì)打破經(jīng)典極限
在量子精密測(cè)量最前沿，7月10日《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表了一項(xiàng)來(lái)自中國(guó)團(tuán)隊(duì)的突破性成果：北京量子院與清華大學(xué)合作，首次利用物質(zhì)波干涉實(shí)現(xiàn)超越經(jīng)典精度極限的雙參數(shù)聯(lián)合估計(jì)。
該研究通過(guò)玻色-愛因斯坦凝聚體（BEC）中的非線性自旋交換碰撞，制備出近乎完美的自旋-向列壓縮態(tài)。在包含26，500個(gè)銣-87原子的系統(tǒng)中，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)三段式微波脈沖序列，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)正交自旋分量微小轉(zhuǎn)動(dòng)的同步探測(cè)。
國(guó)儀量子技術(shù)（合肥）股份有限公司今年5月發(fā)布的一系列自主研制的量子傳感器。（受訪者供圖）
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，靈敏度增益達(dá)3.3至6.3分貝，顯著超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限。這一突破為原子鐘網(wǎng)絡(luò)同步、量子磁力計(jì)和原子陀螺儀等多參數(shù)估計(jì)應(yīng)用開辟新途徑。
國(guó)家戰(zhàn)略：重大儀器研發(fā)啟動(dòng)
6月26日，國(guó)家科技重大專項(xiàng)“量子通信與量子計(jì)算機(jī)”所屬項(xiàng)目《超靈敏和高空間分辨掃描SQUID顯微系統(tǒng)的研制與應(yīng)用》在南京大學(xué)正式啟動(dòng)。
該項(xiàng)目瞄準(zhǔn)超導(dǎo)量子芯片微觀表征的核心技術(shù)瓶頸，計(jì)劃構(gòu)建具備極低溫、納米級(jí)空間分辨及多物理場(chǎng)成像能力的新一代顯微系統(tǒng)。
南京大學(xué)副校長(zhǎng)鄭海榮院士強(qiáng)調(diào)，該項(xiàng)目目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)在極低溫高靈敏探測(cè)領(lǐng)域的“自主可控與國(guó)際引領(lǐng)”。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)：濟(jì)南量子谷的崛起
“濟(jì)南一號(hào)”微納衛(wèi)星背后是濟(jì)南十四年量子產(chǎn)業(yè)布局的成果。從2010年起步建設(shè)量子保密通信試驗(yàn)網(wǎng)，到2025年形成60萬(wàn)平方米的“濟(jì)南量子谷”，這里集聚了30余家量子企業(yè)，構(gòu)建起“芯片-模塊-整機(jī)-網(wǎng)絡(luò)”全產(chǎn)業(yè)鏈。
在標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域，濟(jì)南作為全國(guó)量子計(jì)算與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處所在地，推動(dòng)6項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，主導(dǎo)量子隨機(jī)數(shù)領(lǐng)域首個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并承擔(dān)ISO/IEC量子技術(shù)聯(lián)合委員會(huì)國(guó)內(nèi)技術(shù)對(duì)口單位。
馬拉松式長(zhǎng)跑——中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員范桁這樣形容量子科技發(fā)展。“我們不僅要有‘領(lǐng)跑’的能力、‘搶跑’的勇氣，更要有‘耐跑’的戰(zhàn)略定力。”
隨著“濟(jì)南一號(hào)”在太空中以7.6公里/秒的速度傳遞量子密鑰，量子通信正從論文公式變?yōu)樯钪械氖刈o(hù)者。從祖沖之三號(hào)的超導(dǎo)芯片到電力系統(tǒng)的量子傳感器，中國(guó)量子科技樹已在計(jì)算、通信、測(cè)量三大分支同時(shí)開花結(jié)果。
下一個(gè)量子百年，中國(guó)正從跟跑者變?yōu)橐?guī)則制定者。
