我國(guó)量子通信和量子計(jì)算研究現(xiàn)在是什么水平？

　　過(guò)去的十幾年，我們?cè)趪?guó)際上獲得一些比較好的評(píng)價(jià)。2007年，《新科學(xué)家》在其《中國(guó)崛起》?？锾岬剑骸爸袊?guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)——因而也是整個(gè)中國(guó)——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(shuō)“標(biāo)志著中國(guó)在量子通信領(lǐng)域的崛起，從10年前不起眼的國(guó)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(guó)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(guó)物理學(xué)會(huì)“2013年度亮點(diǎn)”;英國(guó)物理學(xué)會(huì)“2015年度突破”;《自然》“2017年度國(guó)際重大科學(xué)事件”

　　下圖總結(jié)了我國(guó)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(kāi)始，高水平論文數(shù)量已經(jīng)增長(zhǎng)了80多倍。這也是我們國(guó)家科技方面在改革開(kāi)放40年里進(jìn)步的縮影。

　　我國(guó)量子信息領(lǐng)域高水平論文發(fā)表情況

　　未來(lái)，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(guó)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(lái)說(shuō)，量子通信已經(jīng)比較成熟了，而且我國(guó)是全面領(lǐng)先于歐洲和美國(guó)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(wèn)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(lái)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(lái)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(cè)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(cè)量一些重要的物理量，比如重力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、溫度等。從而把它用于導(dǎo)航技術(shù)、生命醫(yī)學(xué)檢測(cè)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(chǎng)、溫度測(cè)量 右：環(huán)境與安全監(jiān)測(cè)

　　國(guó)際挑戰(zhàn)

　　雖然目前態(tài)勢(shì)較好，但我們也面臨著一些非常嚴(yán)峻的國(guó)際挑戰(zhàn)。2017年10月24日，美國(guó)國(guó)會(huì)召開(kāi)聽(tīng)證會(huì)討論如何保證美國(guó)在量子技術(shù)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的領(lǐng)導(dǎo)地位。

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

　　“……只要美國(guó)政府有意愿，就一定能夠再次領(lǐng)先……美國(guó)絕對(duì)無(wú)法承受在量子技術(shù)革命競(jìng)爭(zhēng)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?！暗谝淮瘟孔痈锩睍r(shí)，因?yàn)闅v史原因，中國(guó)并沒(méi)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(guó)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。