量子科技，是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的前沿領(lǐng)域。在“新質(zhì)生產(chǎn)力看北京”主題采訪中，記者從北京市科委、中關(guān)村管委會(huì)獲悉，北京將充分發(fā)揮創(chuàng)新資源集聚優(yōu)勢(shì)，著眼量子領(lǐng)域全球創(chuàng)新前沿，瞄準(zhǔn)科技攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化、示范應(yīng)用、生態(tài)培育四大關(guān)鍵點(diǎn)發(fā)力，增強(qiáng)量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的體系化能力，推動(dòng)北京率先建成國家量子科技產(chǎn)業(yè)高地。

微型原子鐘50萬年誤差不超1秒

量子計(jì)算、量子通信、量子精密測(cè)量，是量子科技的三大領(lǐng)域。在北京量子信息科學(xué)研究院（簡(jiǎn)稱“北京量子院”）展廳，記者看到了科研團(tuán)隊(duì)已研制成功的微型芯片原子鐘，小拇指大，比美國同行的同類產(chǎn)品小一圈。

“人們?nèi)粘Ｉ�活中用的表屬于傳統(tǒng)石英晶振表，運(yùn)行不到1天就會(huì)產(chǎn)生1秒誤差，而微型芯片原子鐘，運(yùn)轉(zhuǎn)50萬年誤差都不會(huì)超過1秒�！绷孔釉壕�密測(cè)量團(tuán)隊(duì)研究員魏小剛說，這是目前國際上綜合性能最佳的一款原子鐘，穩(wěn)定性等指標(biāo)已超越美國同行。

失之毫厘，謬以千里。利用量子技術(shù)來進(jìn)行時(shí)間的精密測(cè)量有多重要？魏小剛舉例，現(xiàn)代電力網(wǎng)絡(luò)中發(fā)電、輸電、配電、故障監(jiān)測(cè)等全部活動(dòng)，均依賴于系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)化設(shè)備的時(shí)間同步，如果時(shí)鐘出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致大面積停電。

在當(dāng)下發(fā)展如火如荼的無人駕駛領(lǐng)域，高精度的微型原子鐘也十分重要。當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)被遮擋或干擾，無人駕駛汽車與衛(wèi)星導(dǎo)航暫時(shí)“失聯(lián)”時(shí)，如何進(jìn)行自主導(dǎo)航？答案是利用慣性導(dǎo)航技術(shù)。魏小剛說，在“慣性導(dǎo)航”系統(tǒng)中，需要給車上的陀螺儀和加速度計(jì)提供極精確的時(shí)間頻率信號(hào)，才能使車輛在行進(jìn)中對(duì)自身姿態(tài)和位置有準(zhǔn)確的認(rèn)知，從而進(jìn)行精準(zhǔn)導(dǎo)航。

北京量子院研究員楊仁福透露，目前該成果已完成無人機(jī)開機(jī)搭載試驗(yàn)及大量星載地面模擬試驗(yàn)等，并已成立成果轉(zhuǎn)化公司，未來將大量應(yīng)用于導(dǎo)航、電力、電信、交通、萬物互聯(lián)等領(lǐng)域。

量子計(jì)算機(jī)已展開產(chǎn)業(yè)化探索

與量子院相距數(shù)十公里，一家初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)將光量子計(jì)算機(jī)推向市場(chǎng)。

量子計(jì)算，這個(gè)聽起來高深的詞匯，其所解決的問題其實(shí)都與人們生活息息相關(guān)。玻色量子創(chuàng)始人、CEO文凱博士介紹，以電力行業(yè)為例，新能源電網(wǎng)上有成千上萬個(gè)用電、發(fā)電節(jié)點(diǎn)，并且時(shí)間、空間分布不均勻，要想將發(fā)電、用電量精準(zhǔn)統(tǒng)籌好，實(shí)現(xiàn)供需平衡，需要進(jìn)行大量的組合調(diào)度工作，其涉及的計(jì)算量巨大，用傳統(tǒng)經(jīng)典計(jì)算難以滿足需求。而使用相干光量子計(jì)算機(jī)，完成同一問題的計(jì)算，速度是經(jīng)典計(jì)算機(jī)數(shù)百倍以上，隨著技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，其計(jì)算效率還將大幅提升。

在蓬勃發(fā)展的人工智能領(lǐng)域，隨著生成式人工智能等賽道爆發(fā)性增長(zhǎng)，現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練主要依賴GPU集群開展，面臨計(jì)算開銷大、周期慢、成本高等缺陷，也大大限制了通用人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展�！拔覀兟�(lián)合清華大學(xué)李升波教授團(tuán)隊(duì)提出了一種量化前饋網(wǎng)絡(luò)的相干光量子計(jì)算機(jī)訓(xùn)練方法，可以在毫秒內(nèi)解決大規(guī)模的二進(jìn)制優(yōu)化問題，為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的快速訓(xùn)練提供了另一種可能性�！蔽膭P說。據(jù)悉，這也是國際上首個(gè)可以在相干光量子計(jì)算機(jī)上訓(xùn)練多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法，實(shí)現(xiàn)了量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練領(lǐng)域的重要突破。

在創(chuàng)業(yè)初期，玻色量子研發(fā)相干光量子計(jì)算機(jī)期間就獲得了市科委、中關(guān)村管委會(huì)針對(duì)顛覆性技術(shù)的資金支持。目前，該團(tuán)隊(duì)已在人工智能、金融、通信、能源、云計(jì)算等數(shù)十個(gè)行業(yè)領(lǐng)域展開了真機(jī)測(cè)試、真實(shí)場(chǎng)景驗(yàn)證與應(yīng)用探索，今年公司營收已達(dá)數(shù)千萬元。

打造全球領(lǐng)先的量子產(chǎn)業(yè)高地

大規(guī)模量子云算力集群、里德堡原子電磁探測(cè)系統(tǒng)、新一代量子芯片……在北京量子院展廳內(nèi)，可以看到處于全球量子科技前沿的最新成果。

“北京是全國量子科技研發(fā)人才最集中的區(qū)域，這些力量分散在各個(gè)大學(xué)、科研院所，量子院成立的初衷正是將這些力量集中起來，統(tǒng)籌科研力量推動(dòng)我國量子科技發(fā)展。”北京量子院執(zhí)行院長(zhǎng)常凱說，目前研究院已聚集了超300位全球量子領(lǐng)域的優(yōu)秀科研人才。

科技部相關(guān)負(fù)責(zé)人傅小鋒說，量子科技和產(chǎn)業(yè)已成為各國維護(hù)國家技術(shù)主權(quán)與發(fā)展主動(dòng)權(quán)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)之一，是引領(lǐng)科技產(chǎn)業(yè)變革與打造國家戰(zhàn)略力量的前沿領(lǐng)域。北京作為我國科技基礎(chǔ)最為雄厚、創(chuàng)新資源最為集聚、創(chuàng)新主體最為活躍的區(qū)域之一，已成為我國量子領(lǐng)域創(chuàng)新的重要一極�？萍疾繉⒅С直本┰诹孔涌萍紕�(chuàng)新能力提升和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面走在前、做表率，聚焦打造全球領(lǐng)先的創(chuàng)新策源地和量子產(chǎn)業(yè)高地。