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量子,這個詞聽起來既神秘又高深,仿佛只存在于科幻小說和物理學(xué)家的實驗室里。然而,量子科技早已滲透到我們生活的方方面面,從導(dǎo)航到醫(yī)療,從通信到計算,量子科技正以其獨特的方式,為我們帶來便利和安全。
2024年中央經(jīng)濟工作會議中詳細部署了經(jīng)濟工作重點內(nèi)容:要大力推進新型工業(yè)化,發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟,加快推動人工智能發(fā)展。打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟等若干戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),開辟量子、生命科學(xué)等未來產(chǎn)業(yè)新賽道,廣泛應(yīng)用數(shù)智技術(shù)、綠色技術(shù),加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
以量子技術(shù)為代表的量子科技,在面向“十四五”乃至更長遠的未來,有望成為中國在全球科技產(chǎn)業(yè)中開辟新領(lǐng)域、制勝新賽道的重要核心技術(shù),是催生新質(zhì)生產(chǎn)力的重要戰(zhàn)略方向。未來10年是量子技術(shù)進步、商用水平提升、產(chǎn)業(yè)合作格局進一步完善的重要階段。本期風向就帶您深度解讀量子信息技術(shù)。
下一場信息革命
在微觀領(lǐng)域,任何無法進一步分解的實體都可被稱作量子。量子信息技術(shù)作為量子力學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合,依賴的兩大關(guān)鍵特性是量子疊加和量子糾纏。量子疊加使得量子能夠同時展現(xiàn)多重狀態(tài),而量子糾纏則意味著,一旦兩個或多個量子產(chǎn)生糾纏,不論相隔多遠,其中一個量子狀態(tài)的變動會瞬間影響到與它相糾纏的其他量子。
這些量子力學(xué)規(guī)律與經(jīng)典信息技術(shù)的結(jié)合是信息科學(xué)向量子信息技術(shù)變革的重要基礎(chǔ)。通過對微觀量子系統(tǒng)中物理狀態(tài)的制備、調(diào)控和觀測,實現(xiàn)信息感知、計算和傳輸?shù)娜滦畔⑻幚矸绞健?/p>
目前量子信息技術(shù)主要有量子通信、量子計算和量子精密測量三個主要研究方向。
經(jīng)過多年布局,我國量子科技發(fā)展進入了快車道。
量子技術(shù)等前沿領(lǐng)域創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。在城際量子通信網(wǎng)絡(luò)方面,我國建成了國際上首條遠距離光纖量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”。總里程超過10000公里的國家量子骨干網(wǎng)已全線貫通,覆蓋京津冀、長三角、粵港澳、成渝等重要區(qū)域。
在衛(wèi)星量子通信方面,我國研制并成功發(fā)射了世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”,在國際上率先實現(xiàn)了星地量子通信。
量子計算領(lǐng)域,在光量子體系中,我國構(gòu)建了76光子的光量子計算原型機“九章”;在超導(dǎo)量子體系中,我國先后構(gòu)建了62qubits超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之號”。這兩款計算原型機先后實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”里程碑,使我國成為目前唯一在兩種物理體系中都實現(xiàn)這一關(guān)鍵技術(shù)突破的國家。
總體來說,我國量子信息技術(shù)科研不斷推進,成果不斷顯現(xiàn)。
目前,國內(nèi)外均有量子通信技術(shù)落地,美國、歐洲、中國等國家已經(jīng)建立了量子通信網(wǎng)絡(luò),其中,中國的量子通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模最大、傳輸總距離最長,并且實現(xiàn)了地空連接,網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積最大。
近期,我國研制出世界首個氮化鎵量子光源芯片,隨著關(guān)鍵技術(shù)被逐個攻破,預(yù)計量子信息產(chǎn)業(yè)商業(yè)化落地可期。
量子科技全球加速推進
量子計算被視為人類科技發(fā)展的下一個重要突破口,是全球科技領(lǐng)域具有巨大前景的研究和應(yīng)用方向。以2003年中國第一個量子計算研究小組成立為標志,中國量子計算已走過20年歷程,實現(xiàn)了從0到1的巨大跨越、蓬勃發(fā)展。
調(diào)控量子世界,這將極大推動信息、能源、材料科學(xué)發(fā)展,帶來新的產(chǎn)業(yè)革命。
相較于傳統(tǒng)的計算機,量子計算的最大特征就是速度快、算力高,具有更高效的計算能力和運算速度。在某些特定情況,在量子計算機上4個小時能夠完成的計算任務(wù),使用目前最快的超級計算機大概需要5萬年左右時間。
以藥物研發(fā)領(lǐng)域為例,量子計算機的強大算力可以快速找到一個自然界并不存在的分子結(jié)構(gòu),從而幫助制藥企業(yè)縮短新藥研發(fā)時間,使其藥品研發(fā)能力在全球獲得競爭優(yōu)勢。
據(jù)測算,量子計算2035年總市場規(guī)模有望達到8117億美元。2023年,全球量子產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到47億。美元,2023至2028年的年平均增長率(CAGR)達到 44.8%,基本符合行業(yè)發(fā)展規(guī)律。
科技舞臺下,如何持續(xù)發(fā)力?
當前,量子信息正在逐步從實驗室走向現(xiàn)實應(yīng)用,其戰(zhàn)略價值日益顯現(xiàn),這使其進一步成為政府、科研機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)資本共同重視、大力投入的熱點,同時,它對社會發(fā)展的影響也引起了公眾的普遍關(guān)心。
但嚴謹?shù)乜?,量子信息的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化整體上仍然處于早期階段,各方向發(fā)展階段并不平衡,實用化程度不一,需要支持和關(guān)注的重點各有不同。
行業(yè)專家分析,量子保密通信是最先進入實用化階段、發(fā)展最為成熟的量子信息技術(shù),當前正是加強應(yīng)用推廣,推動構(gòu)建我國自主的信息安全體系、形成比較優(yōu)勢的良好時機。而量子計算,目前仍處于科學(xué)探索的階段,所有量子計算原型機的硬件性能離解決有價值的實際問題都還存在相當?shù)牟罹?。當前和未來一段時期內(nèi),量子計算研究的核心任務(wù)集中在物理實現(xiàn)方面,需要解決量子比特的規(guī)模和量子糾錯兩大難題,這是學(xué)術(shù)界的普遍共識。
在嘉實基金大科技研究總監(jiān)、基金經(jīng)理王貴重看來,量子信息科學(xué)將成為信息、能源、材料和生命等領(lǐng)域重大技術(shù)創(chuàng)新的源泉。以量子信息科學(xué)為代表的量子科技正在不斷形成新的科學(xué)前沿,激發(fā)革命性的科技創(chuàng)新。
事實上,量子計算本身是一門艱深的學(xué)科,目前所做的研究不過是剛剛敲開量子科技的大門,這場量子計算的全球競爭,本質(zhì)上更像一場馬拉松,道阻且長。
*風險提示:基金有風險,投資需謹慎。投資人應(yīng)當閱讀《基金合同》《招募說明書》《產(chǎn)品資料概要》等法律文件,了解基金的風險收益特征,特別是特有風險,并根據(jù)自身投資目的、投資經(jīng)驗、資產(chǎn)狀況等判斷是否和自身風險承受能力相適應(yīng)?;鸸芾砣顺兄Z以誠實信用、謹慎盡責的原則管理和運用基金資產(chǎn),但不保證基金一定盈利或本金不受損失。過往業(yè)績不預(yù)示其未來業(yè)績,其他基金業(yè)績不構(gòu)成本基金業(yè)績的保證。