近日,安徽省政府正式印發(fā)《合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心實(shí)施方案(2017-2020年)》(以下簡(jiǎn)稱《方案》),《方案》旨在解決重大科學(xué)問(wèn)題、提升原始創(chuàng)新能力、催生變革性技術(shù),為我國(guó)科技長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)提供有力支撐。其中,量子信息國(guó)家實(shí)驗(yàn)室將是合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心的重要組成部分之一:《方案》提出,要爭(zhēng)創(chuàng)量子信息科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,在量子信息領(lǐng)域保持國(guó)際領(lǐng)先地位。
量子信息技術(shù)最為重要的兩項(xiàng)應(yīng)用是量子通信與量子計(jì)算機(jī)。量子通信是迄今為止唯一被嚴(yán)格證明是無(wú)條件安全的通信方式,與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比,具有極高的安全性、保密性、信息傳遞效率與抗干擾性能,被認(rèn)為是下一代通信領(lǐng)域的支撐性技術(shù)。而在摩爾定律正在失效、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)性能在經(jīng)典物理領(lǐng)域內(nèi)無(wú)法進(jìn)一步得到提升的當(dāng)下,量子計(jì)算機(jī)將在海量信息處理、重大科學(xué)問(wèn)題研究等方面產(chǎn)生巨大影響,為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步、國(guó)防軍事實(shí)力以及國(guó)家國(guó)際地位的提高做出突出貢獻(xiàn)。
量子信息技術(shù)的重要戰(zhàn)略意義使其已成為全球物理學(xué)研究的前沿與焦點(diǎn)領(lǐng)域:全球最大的獨(dú)立科技研發(fā)機(jī)構(gòu)美國(guó)Battelle公司于2014年提出,計(jì)劃在未來(lái)建立連接美國(guó)主要城市、總長(zhǎng)超萬(wàn)公里的環(huán)美國(guó)量子通信網(wǎng)絡(luò);歐洲科學(xué)家團(tuán)體提出了以維也納為中心,西至愛(ài)丁堡,東至雅典,北至奧斯陸,南至里斯本的多橫多縱的光纖量子骨干網(wǎng)計(jì)劃;2015年世界最大的芯片制造商Intel公司宣布投入巨資與荷蘭代爾夫特理工大學(xué)合作研發(fā)基于硅量子點(diǎn)的量子計(jì)算機(jī),以期搶占半導(dǎo)體量子計(jì)算機(jī)研制的制高點(diǎn);2016年歐盟宣布將于2018年啟動(dòng)總額10億歐元的量子技術(shù)項(xiàng)目,促進(jìn)包括通用量子計(jì)算機(jī)等在內(nèi)的多項(xiàng)量子技術(shù)的發(fā)展。
我國(guó)政府對(duì)量子通信技術(shù)的發(fā)展同樣給予了高度的重視:早在2006年,我國(guó)就在《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中將“量子調(diào)控研究”列為重大科學(xué)研究計(jì)劃,并預(yù)計(jì)“可能在20~30年后對(duì)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生難以估量的影響”;2015年11月,國(guó)家“十三五”規(guī)劃正式發(fā)布,量子通信成為其中重大科技項(xiàng)目之一;2016年4月,習(xí)近平總書(shū)記在量子通信京滬干線運(yùn)管中心對(duì)量子通信研發(fā)工作給予了肯定,表示“很有前途、非常重要”;今年1月,全國(guó)科技工作會(huì)議在北京召開(kāi),量子通信被列入“科技創(chuàng)新2030重大項(xiàng)目”。
在國(guó)家政策的大力支持下,雖然起步略晚,我國(guó)在量子信息領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。在量子通信領(lǐng)域,繼我國(guó)去年8月成功發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”后,“墨子號(hào)”于今年8月圓滿完成全部既定科學(xué)目標(biāo),其安全通信速率與傳統(tǒng)技術(shù)相比提升了萬(wàn)億億倍,為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)。此外,我國(guó)于今年9月正式開(kāi)通運(yùn)行了世界首條量子保密通信“京滬干線”,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)工商銀行網(wǎng)上銀行京滬異地?cái)?shù)據(jù)的量子加密傳輸和災(zāi)備、阿里征信數(shù)據(jù)的異地加密傳輸以及量子加密流媒體視頻點(diǎn)播等應(yīng)用示范。在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,今年5月,世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)在我國(guó)誕生,其取樣速度比人類歷史上第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)(ENIAC)和第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)(TRADIC)的運(yùn)行速度快10~100倍,且比國(guó)際同行類似的實(shí)驗(yàn)加快至少24000倍。
我國(guó)在量子信息領(lǐng)域已經(jīng)搶占了國(guó)際上的制高點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了從“跟跑者”向“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變。展望未來(lái),“京滬干線”將與更多的主干線、地域干線乃至量子通信城域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,在15年內(nèi)構(gòu)建完成互聯(lián)互通、天地一體、覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò),在國(guó)防、軍事、金融等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。在量子計(jì)算機(jī)方面,中國(guó)量子力學(xué)第一人潘建偉院士及其研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在5年后使量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算潛力超越目前世界運(yùn)算速度排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)“太湖之光”;計(jì)劃在5至10年內(nèi)使量子計(jì)算機(jī)對(duì)某些特定問(wèn)題的求解速度達(dá)到2的100次方,為目前全球計(jì)算能力總和的百萬(wàn)倍;計(jì)劃在10年后,完成專用量子計(jì)算機(jī)的建造,應(yīng)用于人工智能、大數(shù)據(jù)分析、信息提取等特殊領(lǐng)域。
在量子信息技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化序幕即將拉開(kāi)的同時(shí),我們也應(yīng)當(dāng)看到量子通信的產(chǎn)業(yè)化目前仍面臨著一些問(wèn)題。首先,部分技術(shù)難題仍待突破以提高量子信息技術(shù)的應(yīng)用效果、降低其應(yīng)用成本、加快其應(yīng)用場(chǎng)景的推廣;其次,量子信息產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的開(kāi)展現(xiàn)在主要以高校、科研院所為主,商業(yè)公司的相關(guān)技術(shù)積累較少,不利于產(chǎn)品的快速產(chǎn)業(yè)化及全面發(fā)展;最后,量子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要物理、材料、信息和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科的緊密協(xié)調(diào)和合,雖然我國(guó)在量子信息技術(shù)的研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了一系列重大突破,但是在核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品領(lǐng)域的長(zhǎng)期落后成了制約我國(guó)量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的絆腳石。
量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以看作我國(guó)高端裝備制造業(yè)崛起的一個(gè)縮影。高端裝備制造業(yè)是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展水平和整體經(jīng)濟(jì)綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的重要標(biāo)志。我們認(rèn)為,資本市場(chǎng)助推下的軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略將是高端裝備制造業(yè)發(fā)展的重要助推器:一方面,通過(guò)軍工企業(yè)混合所有制改革、軍內(nèi)院校和科研機(jī)構(gòu)資產(chǎn)證券化,核心技術(shù)骨干的積極性將得到有效調(diào)動(dòng),能夠?yàn)楦叨搜b備制造技術(shù)的進(jìn)步提供源源不斷的科研和人才支持;另一方面,高端裝備制造技術(shù)在軍事上有廣闊的市場(chǎng)空間,而民間資本通過(guò)“基金+債權(quán)+股權(quán)”的投融資模式以及規(guī)范監(jiān)管的資本市場(chǎng)參與拓展相關(guān)技術(shù)的市場(chǎng)空間,將為軍工主題投資增加更多有前景的標(biāo)的。
值得欣喜的是,隨著軍民融合戰(zhàn)略成為資本市場(chǎng)的熱點(diǎn),一大批改革的試點(diǎn)正在漸次鋪開(kāi)。我們期待,量子通信領(lǐng)域商業(yè)化有望成為軍民融合發(fā)展的典范,促進(jìn)軍民融合向深度發(fā)展、大力培育和發(fā)展各類高端裝備制造業(yè),為我國(guó)實(shí)現(xiàn)由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。