通过“量子+”的方式催生新质生产力

——访北京量子信息科学研究院科研副院长、清华大学教授龙桂鲁

本报记者 刘慧

量子计算机“本源悟空”自2024年1月上线运行以来，已吸引全球超过477万人次访问，完成超过16.8万个运算任务。全球首条量子保密通信干线“京沪干线”、全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”、中国第一条量子芯片生产线……与量子相关的成果不断进入大众视野，有评论称，自1900年量子论提出并引爆第一次量子革命后，第二次量子革命已经到来。

去年年底召开的中央经济工作会议和2024年《政府工作报告》都提出，开辟量子科技、生命科学等未来产业新赛道。据前瞻产业研究院的报告显示，2023年全球量子信息投资规模达到386亿美元，其中中国投资总额达150亿美元。未来如何加快量子产业的发展？中国经济时报记者采访了北京量子信息科学研究院科研副院长、清华大学教授龙桂鲁。

量子技术将带来超越传统信息技术的能力

中国经济时报：我们知道，量子是物理概念，是最小的、不可再分割的能量单位。请问量子产业用通俗的语言怎么描述？

龙桂鲁：量子产业是基于量子技术形成的一系列新兴产业。量子技术包括量子计算、量子通信和量子测量等，这些技术将带来超越传统信息技术的能力。

量子计算分硬件和软件两个方面，就像经典计算那样。通俗地讲，量子计算机是一种超级强大的新型计算机，它能解决一些传统计算机无法解决的复杂问题。比如，在人工智能、生物医药、金融、破译密码等领域，量子计算都发挥出巨大的作用。在生物医药领域，通过量子计算，科学家们可以模拟小分子，从而加速药物的研发过程。有了量子计算机，就可以破译现有广泛使用的RSA等非对称密码。由于量子计算的强大算力，它与人工智能结合将会大幅度加快人工智能的速度，提高其能力。

量子通信主要是以光的量子态作载体，安全传输经典信息和量子态的技术。经典加密技术是通过变换使得人们听不懂来保证信息安全，而量子通信则是通过感知窃听的能力使得人们听不到来保证安全。因为窃听者无法获得任何数据，即使有量子计算机这么强大的算力也无法获得信息，因此，具有信息论的高安全性。量子通信主要有量子密钥分发和量子直接通信两种形式。量子密钥分发利用量子态协商密钥，然后利用经典通信传输信息，可以充分利用现代通信的高带宽安全高速地传输信息。另一种量子通信技术是量子直接通信，以量子态直接传输信息，相对带宽较窄，但可以利用其量子态传输的隐秘特性，实现安全隐秘的通信。这些技术使得我们的通信更加安全，防止信息被窃取或篡改。利用量子的特性，我们还可以实现一些传统通信方式无法做到的事情，比如量子隐形传态等。

量子测量，则是利用量子特性进行更精确的测量，例如磁力仪、陀螺仪、量子时钟等。在定位、环境监测、地质勘探等领域，量子测量都能发挥重要作用，帮助我们获取更准确的数据。

推动量子计算技术在金融等领域实际应用中国经济时报：目前我国在量子产业领域，有哪些企业涉及？

龙桂鲁：目前，有专门研发和生产量子计算机的企业，有提供量子通信服务的企业，还有利用量子测量技术进行各种应用的企业等。这些产业不仅推动了科技的创新，也为我国社会和经济发展带来了新的动力。量子产业是一个充满潜力和机遇的新兴领域，它正在不断地改变着传统的生产和工作方式。

我国在量子产业领域已经涌现出了一批优秀的企业，他们按照不同的技术路线在量子计算、量子通信、量子测量以及量子应用等方面取得了显著进展。

以量子计算为例，随着各类技术路线的量子计算初创企业的涌现、应用行业企业的不断加入，量子计算产业生态上中下游各环节已初具雏形。如本源量子、玻色量子、华翊量子、国盾量子、图灵量子等众多量子企业，构成了我国量子计算产业的多元化发展格局。他们不仅在技术研发上取得了显著进展，还在商业化应用方面积极推进，与各行业的优秀公司合作，以推动量子计算技术在金融、人工智能、医药等领域的实际应用，为我国量子产业的快速发展奠定了坚实基础。

加强产学研合作是推动量子产业发展的重要途径

中国经济时报：有分析称，继人工智能之后，量子产业或将成为全球科技竞赛的下一站。您对我国推进量子产业发展有哪些建议？

龙桂鲁：首先，我们需要持续加大在量子技术研发上的投入，尤其是在超导量子计算和光量子计算等核心领域。这些技术路线代表着量子计算的发展方向，也是未来量子产业竞争的制高点。通过设立专项基金、引导社会资本投入等方式，吸引更多的优秀人才和企业投身于量子技术的研发，推动量子产业快速发展。

其次，加强产学研合作是推动量子产业发展的重要途径。需要促进高校、科研院所和企业之间的深度合作，建立紧密的产业链。高校和科研院所可以提供基础研究和人才支持，企业则可以发挥其在应用和市场推广方面的优势，共同推动量子技术的产业化进程。同时，我们还需要加强量子产业的标准化和规范化建设。通过制定行业标准、加强知识产权保护等方式，促进量子产业的健康发展，避免行业乱象的出现。

再次，对于量子产业的发展，我们也应注重培育量子产业生态。这包括吸引更多的创业企业加入，培育一批量子科技领军企业，同时也需要加强与其他相关产业的协同发展，如信息技术、智能制造等。由此，可以共同打造一个良性互动、互相支持的产业生态系统。

要根据不同的量子技术采取不同的应用发展形式。有的以专门的形式发展，如量子计算机的硬件技术；有的以增强的形式发展，如在应用时可以采用量子计算机和超级计算机结合的量超融合形式。在有的应用场景中，可以采用量子通信专门建网，有的可以采用量子通信和经典通信相结合的方式。根据不同的发展阶段，采取适合的发展方式，并按照形势的变化而调整。

最后，推进量子产业的发展需要全社会的共同努力和支持。我们需要加强科普传播，提高公众对量子技术的认知度和接受度，为量子产业的发展营造良好的社会氛围。

推进我国量子产业发展，可以采取加大研发投入、加强产学研合作、加强标准化和规范化建设、培育量子产业生态以及加强科普传播等措施，而通过“量子+”的方式推动我国相关产业的转型和升级，提升传统产业的效率和竞争力，培育新的经济增长点，还能催生新质生产力，以此为我国的科技创新和经济发展作出更大的贡献。