潘建伟展望“十四五”：抢占战略制高点 量子通信关键技术待突破

量子通信技术是“十四五”规划中的关键核心技术，全国政协委员、中国科协副主席、中国科学技术大学副校长潘建伟院士表示：“按照党和国家对量子信息科技的发展战略部署，‘十四五’是承上启下实现量子信息科技深化发展、快速突破的关键时期。”

为了实现上述“十四五”期间的预期发展目标，潘建伟认为，量子信息各研究领域都存在一些最需要突破的关键点，“十四五”期间的重点任务是力争造出真正“有用”的专用量子模拟机，即相干操纵数百个量子比特。

他表示，在量子通信方面，我国将构建完整的天地一体广域量子通信网络技术体系，率先推动量子通信技术在金融、政务和能源等领域广泛应用；在量子计算方面，将有效解决大尺度量子系统的效率问题，实现数百个量子比特的相干操纵，研制专用量子模拟机以解决若干经典计算机难以解决的具有重大实用价值的问题，并为实现通用量子计算机奠定基础；在量子精密测量方面，将突破与导航、医学检验、科学研究等领域密切相关的量子精密测量关键技术，研制一批重要量子精密测量设备。

“量子通信具有明确的应用导向，当前已初步具有实用价值，在从实验室走向实际应用的过程中，需要经历基础研究、关键技术研发、工程化集成与验证等阶段，然后才能实现规模化商业应用。”潘建伟表示。

他认为，推动量子通信技术尽早服务于国家信息安全，形成非对称优势，应注重与用户部门的合作，通过进一步的工程化实践，在技术标准制定、与经典通信网络的融合，以及国产化、小型化、低成本的核心器件和设备等与量子通信现实应用密切相关的要素方面形成突破。

“中国量子信息技术发展正在面临重要历史机遇。”科大国盾总裁赵勇对第一财经记者表示，“中国的量子信息基础研究已经处于国际领跑地位，在量子信息关键集成技术、核心元器件上实现了诸多突破，并形成了从基础研究成果向工程应用快速转化的技术能力体系，服务国家信息安全需求，服务国民经济发展。”

去年12月，潘建伟、陆朝阳等研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解，实现了“量子计算优越性”的里程碑。

潘建伟表示，“十四五”期间的重点任务是力争造出真正“有用”的专用量子模拟机，即相干操纵数百个量子比特，这是实现量子优越性之后下一个阶段的发展工作，用于解决若干超级计算机无法胜任的实用问题的量子计算机，比如量子化学、新材料设计、优化算法等。

在“九章”成果发表在《科学》杂志之后，近期国内外不断涌现光量子计算进展。2月底，国防科技大学等中国团队宣布成功研制新型可编程硅基光量子计算芯片，演示了顶点搜索、图同构等图论问题的量子算法求解。这些成果这打破了光量子计算机难以编程的质疑，也为“九章”实现的量子优越性增加了更多实际意义。

波士顿咨询(BCG)预测，到2030年，在制药行业，量子计算市场规模将达200亿美元，化学、材料科学等科技密集型产业的规模将达70亿美元。此后量子计算机进入最后一个阶段的发展，将大幅提高可操纵的量子比特数目和精度，研制可编程的通用量子计算原型机。BCG预计，2031年到2042年，量子计算机将在模拟、搜索和运算中执行高级功能，实现各类商业应用，对比经典计算机具有明显的优势。

潘建伟表示，鉴于量子计算迅猛的发展态势，也需要相关部门与研究机构合作探索量子计算可能的应用模式以及相关的算法研究等。

此外，在量子精密测量方面，需要突破原子运动和黑体辐射等的精确控制、精密光谱、原子自旋操控和原子冷却以及原子干涉、单光子单电子单原子水平的量子灵敏探测等技术，在此基础上研制出一批在国家安全、环境监测、前沿科学、生命健康等领域有重要应用价值的量子精密测量设备。