下好量子科技“先手棋”
發(fā)布人：中國科學(xué)報
時(shí)間：2021-09-13
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連續兩個(gè)月，中國科學(xué)院物理研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)物理所）懷柔園區X2樓的實(shí)驗設備轟鳴聲不斷，一旁的許凱緊緊盯著(zhù)電腦屏幕上的數據和圖譜，滑動(dòng)鼠標演示著(zhù)量子比特糾纏態(tài)的生成。
“可以上線(xiàn)了！”許凱激動(dòng)地說(shuō)。許凱是物理所固態(tài)量子實(shí)驗室副研究員，他口中可以“上線(xiàn)”的設備正是多量子比特超導量子計算云平臺（以下簡(jiǎn)稱(chēng)超導量子計算云平臺），這一平臺由物理所固態(tài)量子團隊自主研發(fā)，已于近日上線(xiàn)并正式運行。
量子科技發(fā)展重要且緊迫，需“把握大趨勢，下好先手棋”。
為搶占量子科技國際競爭制高點(diǎn)，提升量子科技一線(xiàn)工作者的使命感，物理所固態(tài)量子黨支部成立“超導量子計算攻關(guān)突擊隊”，把黨旗建在科研一線(xiàn)，充分發(fā)揮了基層黨組織的戰斗堡壘作用。
沖擊！攻關(guān)“卡脖子”難題
超導量子計算作為量子計算具有實(shí)用化前景的技術(shù)路線(xiàn)之一，國際競爭異常激烈。
固態(tài)量子實(shí)驗室主任范桁深知，盡快掌握量子計算這種未來(lái)的“卡脖子”技術(shù)，加快和加強超導量子計算平臺建設迫在眉睫。
“量子計算機擁有強大的運算能力，例如，在一些特定算法上，僅有50多個(gè)比特的量子計算機的運算能力可遠遠超過(guò)現有的最強大超級計算機。這種強大的算力有望為人工智能、生物制****、化工能源等領(lǐng)域帶來(lái)全新的突破?！狈惰旄嬖V《中國科學(xué)報》。
物理所黨委高度重視，調度該所專(zhuān)家和資源，成立“超導量子計算攻關(guān)突擊隊”，集中攻關(guān)這一難題。在黨史學(xué)習教育中，支部書(shū)記范桁帶領(lǐng)固態(tài)量子黨支部，結合實(shí)驗室發(fā)展歷程，以我國低溫領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng )者洪朝生等老一輩科學(xué)家為榜樣，傳承和弘揚科學(xué)家精神，鼓勵科研人員肩負科技自立自強重任，爭分奪秒干事業(yè)。
許凱等青年科研人員在物理所懷柔綜合極端條件實(shí)驗室夜以繼日地堅守奮戰，建設實(shí)驗室，搭建和調試超導量子計算平臺，為早日實(shí)現平臺的運行和上線(xiàn)、搶占量子科技國際競爭制高點(diǎn)而努力。
功夫不負有心人，具有完全自主知識產(chǎn)權的超導量子計算云平臺上線(xiàn)并正式運行。
該云平臺搭載包含10個(gè)超導比特的量子芯片，量子比特以一維結構連接。
用戶(hù)可登錄云平臺****，在網(wǎng)頁(yè)端構建量子線(xiàn)路來(lái)遠程控制真實(shí)的量子計算實(shí)驗設備。
該云平臺的綜合性能、服務(wù)能力和量子比特控制精度達到國內先進(jìn)水準，團隊演示了10比特全局糾纏的GHZ態(tài)的生成，通過(guò)測得的概率結果預計糾纏保真度可達80%以上。
“完善提升該平臺還需要長(cháng)期的過(guò)程，我們追求其全面綜合的領(lǐng)先，實(shí)現對國外相關(guān)平臺的替代，形成一種新的科技生態(tài)?！狈惰煺f(shuō)。
在技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中，物理所所長(cháng)方忠、黨委書(shū)記李明多次到現場(chǎng)慰問(wèn)，了解一線(xiàn)科研人員的實(shí)際困難并鼓勵他們早日攻克“卡脖子”技術(shù)，為項目技術(shù)攻關(guān)提振信心，讓黨旗在科研一線(xiàn)高高飄揚。
堅守！鼓勵青年聚焦原始創(chuàng )新
在范桁看來(lái)，量子科技看似“很熱”，但其實(shí)有很多基礎理論研究還沒(méi)有搞清楚，強化基礎研究十分必要。
2018年，從浙江大學(xué)博士畢業(yè)的許凱被物理所“相中”，“破格”聘為副研究員。
當時(shí)，數家知名公司以百萬(wàn)年薪向許凱拋出橄欖枝。
許凱告訴《中國科學(xué)報》，量子計算正處于一個(gè)從基礎研究走向工程化的臨界點(diǎn)，但真正要把量子計算做好，還有很多基礎問(wèn)題需要解決。
4年來(lái)，許凱潛心研究，在基礎研究領(lǐng)域取得了諸多重要成果。
他與合作者開(kāi)發(fā)出具有20個(gè)超導量子比特的量子芯片，并成功操控其實(shí)現全局糾纏，刷新了固態(tài)量子器件中生成糾纏態(tài)的量子比特數目的世界紀錄。
此外，他還利用16個(gè)超導量子比特實(shí)現了動(dòng)力學(xué)相變的量子模擬，相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》與《科學(xué)進(jìn)展》。
一直以來(lái)，物理所把實(shí)現重大原創(chuàng )性成果和解決“卡脖子”問(wèn)題的能力作為考核評價(jià)標準，營(yíng)造良好環(huán)境，鼓勵科研人員心無(wú)旁鶩、長(cháng)期穩定深耕基礎理論。
在許凱看來(lái)，物理所為年輕科研人員的發(fā)展提供了很好、很高端的平臺，年輕人與研究所大科學(xué)家的交流很方便，科研環(huán)境非常自由。
此外，基金申請很多時(shí)候也會(huì )向年輕人傾斜，“如果你科研做得好，在物理所是不會(huì )被埋沒(méi)的”。
物理所將黨建工作與科研業(yè)務(wù)深度融合，充分利用中科院“信念·黨旗·科學(xué)”黨員主題教育基地的輻射力和影響力，以傳承老科學(xué)家精神、弘揚新時(shí)代科學(xué)家精神為工作指引，通過(guò)開(kāi)展黨員院士講黨課、誦讀科學(xué)經(jīng)典、講老科學(xué)家學(xué)風(fēng)家風(fēng)故事、邀請黨員院士寫(xiě)入黨誓詞、新黨員入黨宣誓等活動(dòng)，激發(fā)廣大中青年科技骨干牢固樹(shù)立“不忘初心跟黨走，科技報國為人民”的理想信念。
受團隊和老科學(xué)家精神的感召，許凱入黨的意愿更加強烈，最近他已被發(fā)展成為入黨積極分子。
物理所越來(lái)越多像許凱這樣的青年科技人員扎根基礎研究，甘坐“冷板凳”，具有心堅石穿的意志。
實(shí)驗室的諸多職工和學(xué)生近期表達了強烈的入黨意愿。
傳承！給年輕人壓重擔
“量子科技具有發(fā)展前景，但它一定會(huì )經(jīng)歷一個(gè)長(cháng)期的發(fā)展過(guò)程，建設一支人才隊伍非常重要，我們給年輕人壓重擔，鼓勵他們集中精力攻克難關(guān)。我們也不遺余力培養戰略和領(lǐng)軍人才。”范桁說(shuō)。
與許凱同時(shí)加入實(shí)驗室的劉剛欽，如今是黨支部副書(shū)記、物理所特聘研究員，承擔諸多重要項目和研發(fā)計劃。
劉剛欽團隊對單個(gè)和少數幾個(gè)自旋量子比特的理解和控制已比較完備，正針對可拓展的更多量子比特系統進(jìn)行探索，并將自旋量子調控應用于凝聚態(tài)物理前沿課題。
在劉剛欽看來(lái)，范桁擔當了“領(lǐng)路人”的角色，帶領(lǐng)年輕一代承擔或參與重大項目，因此，年輕人也得以快速成長(cháng)。
例如，在此次量子計算攻關(guān)中，實(shí)驗室研究生時(shí)運豪和陳馳通也被委以重任，他們幾乎不離實(shí)驗室。
時(shí)運豪負責把超導量子計算實(shí)驗平臺接入云服務(wù)，為云端和實(shí)驗端搭建一座橋梁；而陳馳通負責實(shí)現對量子比特的高精度測控，尋找和優(yōu)化平臺所要用到的門(mén)參數，以提高量子線(xiàn)路在實(shí)驗端運行的保真度。
“固態(tài)量子實(shí)驗室是國內較早布局量子科技研究的實(shí)驗室，前輩們做出了諸多創(chuàng )新成果，作為年輕一輩，我們會(huì )始終堅守初心，傳承下去?！?/span>
劉剛欽介紹，為了激發(fā)全體年輕人的動(dòng)力，尤其在今年，固態(tài)量子黨支部將“量子科技與我”作為支部的年度特色活動(dòng)，結合支部“三會(huì )一課”，多次組織支部黨員群眾深入學(xué)習和領(lǐng)會(huì )習近平總書(shū)記對量子科技的重要論述，并組織師生來(lái)到香山革命紀念館，汲取精神力量。
“我們組織的系列活動(dòng)極大地提升了量子科技一線(xiàn)工作者的使命感，凝聚了人心，鼓舞了士氣，我們都在為成為世界領(lǐng)先的量子計算研究集體而努力?！眲倸J說(shuō)。
“奮斗百年路，啟航新征程?！崩蠲鞅硎?，物理所將深入學(xué)習領(lǐng)會(huì )習近平總書(shū)記重要講話(huà)精神，不斷推動(dòng)黨史學(xué)習教育走深走實(shí)。作為“國家隊”“國家人”，心系“國家事”，肩扛“國家責”。
物理所將永遠懷著(zhù)共產(chǎn)主義的信仰，緊緊圍繞黨中央的決策部署，賡續光榮傳統，弘揚科學(xué)精神，堅守“創(chuàng )新科技、服務(wù)國家、造福人民”的初心和使命，肩負起國家戰略科技力量的歷史使命和時(shí)代擔當。
《中國科學(xué)報》 (2021-09-10 第1版 要聞)
編輯 | 趙路
排版 | 郭剛
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