我國量子通信和量子計算研究現在是什么水平？

　　過(guò)去的十幾年，我們在國際上獲得一些比較好的評價(jià)。2007年，《新科學(xué)家》在其《中國崛起》專(zhuān)刊里提到：“中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)——因而也是整個(gè)中國——牢牢地在量子計算的世界地圖上占據了一席之地”。

　　2012年，《自然》年度十大科技亮點(diǎn)中說(shuō)“標志著(zhù)中國在量子通信領(lǐng)域的崛起，從10年前不起眼的國家，發(fā)展為現在的世界勁旅”。之后的2013、15年、17、18年，我們也分別有原創(chuàng )成果入選國際上的一些重大進(jìn)展。

　　獲獎情況。由左至右：2012年《自然》;美國物理學(xué)會(huì )“2013年度亮點(diǎn)”;英國物理學(xué)會(huì )“2015年度突破”;《自然》“2017年度國際重大科學(xué)事件”

　　下圖總結了我國量子信息領(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，高水平論文數量已經(jīng)增長(cháng)了80多倍。這也是我們國家科技方面在改革開(kāi)放40年里進(jìn)步的縮影。

　　我國量子信息領(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)現城市里多個(gè)節點(diǎn)的量子通訊網(wǎng)絡(luò )，再利用衛星實(shí)現超遠距離，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，而且我國是全面領(lǐng)先于歐洲和美國的。但量子計算剛剛從基礎研究邁入技術(shù)積存和集中攻關(guān)的階段，根據其實(shí)現難度，基本可以分為三個(gè)階段。

　　量子計算發(fā)展三階段

　　第一階段：量子霸權。量子霸權是一個(gè)學(xué)術(shù)定義，指能夠造出一臺在某個(gè)問(wèn)題上超越經(jīng)典計算機能力的量子計算機。我們希望在未來(lái)的兩三年內能夠達到這個(gè)目標。

　　第二階段：實(shí)用量子模擬機。未來(lái)的5—10年，我們希望實(shí)現一些有實(shí)用價(jià)值的，比如可以應用于材料設計、組合優(yōu)化、大數據等的模擬機。

　　第三階段：通用量子計算機。這是最終、最困難的目標。

　　量子精密測量的實(shí)現難度比量子計算容易，它的應用將也會(huì )非常廣泛。利用量子比特非常敏感的特征測量一些重要的物理量，比如重力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、溫度等。從而把它用于導航技術(shù)、生命醫學(xué)檢測等方面。

　　左：慣性導航 右：重力地圖

　　左：納米級空間分辨率高靈敏電磁場(chǎng)、溫度測量 右：環(huán)境與安全監測

　　國際挑戰

　　雖然目前態(tài)勢較好，但我們也面臨著(zhù)一些非常嚴峻的國際挑戰。2017年10月24日，美國國會(huì )召開(kāi)聽(tīng)證會(huì )討論如何保證美國在量子技術(shù)國際競爭中的領(lǐng)導地位。

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

　　“……只要美國政府有意愿，就一定能夠再次領(lǐng)先……美國絕對無(wú)法承受在量子技術(shù)革命競爭中失敗的代價(jià)?！?/p>

　　最后做一個(gè)總結?！奥D計劃”改變了20世紀的世界格局?！暗谝淮瘟孔痈锩睍r(shí)，因為歷史原因，中國并沒(méi)有太多的參與，但現在“第二次量子革命”是一個(gè)非常好的機遇，是一個(gè)能夠使我們從之前的跟隨者、模仿者變?yōu)橐I(lǐng)者的機會(huì )，希望中國的科學(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。