未來透明度丨量子科技產業“前途無量”，四川的機會在哪兒？

開欄的話

今年的政府工作報告中提出，積極培育新興產業和未來產業。制定未來產業發展規劃，開辟量子技術、生命科學等新賽道，創建一批未來產業先導區。

在“今天”，未來產業聽起來陌生；但“明天”的技術，無疑能夠鍛造“后天”的產業。從人形機器人到量子計算機，從腦機接口到6G網絡設備……充滿未來感的“硬核”科技，已經不只存在于科幻片中。

大國重器云集的四川，隱藏著哪些未來的密碼？競逐未來，四川勝算幾何？

即日起，四川日報全媒體推出“未來透明度”欄目，關注處于孕育萌發階段或產業化初期的未來產業，一起打開未來想象，敬請垂注。

名詞解釋

量子科技產業

量子是狀態不可再分割的物理實體，具有量子相干疊加、量子非局域等物理特性。量子物理與信息科技相結合發展出量子信息科技，量子科技產業正是基于此形成的未來產業，主要分為量子計算、量子通信和量子傳感/量子精密測量三大技術領域，在提升困難問題的處理能力、加強信息安全的保護能力、提高傳感測量的精度水平等方面，具備超越經典信息技術的潛力。

2024年政府工作報告明確提出，積極培育新興產業和未來產業。“量子技術”作為未來產業新賽道被重點提及。

2016年，世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”飛向太空；2023年，量子計算原型機“九章三號”再度刷新光量子信息技術世界紀錄；今年1月，我國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”上線后向全球用戶開放……對中國而言，量子科技并非“空中樓閣”。放眼四川，量子科技產業也已在布局。

在對“新質生產力”的熱烈討論中，我們不禁設問：量子科技領域，四川的機會在哪兒？

多位業內人士認為，四川是領域內的后起之秀，需要找準賽道，堅持“量”力而行。

產業賽道前途無量

1900年，德國物理學家馬克斯·普朗克提出量子理論，引發“第一次量子革命”。計算機、激光、核能、生物技術……許多發現和發明由此產生。

蝴蝶振動翅膀，來自微觀世界的“精靈”們，帶動了信息技術的發展。100多年后，“第二次量子革命”到來，量子科技給未來帶來更多可能性。“必將有更多顛覆性成果產生。”電子科技大學教授、天府絳溪實驗室量子互聯網前沿研究中心主任周強確信。

周強（右）在做實驗。

傳統的通信方式，有被竊聽的風險，而量子通信就好像信息安全傳輸的“保護盾”，讓竊聽者“無處遁形”；量子計算，被稱為未來計算技術的“心臟”，在原理上具有超快并行計算能力，可通過特定算法產生超越傳統計算機的算力，解決重大經濟社會問題；量子傳感/量子精密測量，則是打開微觀世界的一把“鑰匙”，能夠應用于石油勘探、生命科學、先進材料及能源電力等領域。

作為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域，量子科技無疑是耀眼的明星。中國信息通信研究院于去年底發布的《量子信息技術發展與應用研究報告（2023年）》顯示，截至2023年10月，29個國家和地區制定和推出了量子信息領域的發展戰略規劃或法案文件，據公開信息不完全統計的投資總額已超過280億美元。

不過，不同于新興產業處于產業發展的成長期，量子科技這樣的未來產業，目前基本處于產業發展的孕育期。

“當前，相關領域的科技攻關、工程研發、應用探索和產業培育正同時推進。”電子科技大學基礎與前沿研究院教授王子竹補充，量子科技產業可分為量子計算、量子通信、量子傳感/量子精密測量三大賽道，單就技術路線而言，都呈現出開放競爭的態勢。

用量子計算舉例，以超導量子線路等為代表的技術路線經過20多年的發展，在量子比特數、相干時間、邏輯門保真度等關鍵指標上都處于領先地位。而以里德堡原子等為代表的技術路線在最近5年內取得了突飛猛進的技術進步，在前述關鍵指標上都已經趕上或接近超導量子線路。換句話來說，“壓倒性獲勝者”還未出現。

誰能摘得量子科技“王座上的桂冠”，需以“問號”結尾；而量子科技的廣闊前景，則是毋庸置疑的感嘆號。一個有力的佐證是，被業內普遍認為有望較早實現產業化的量子傳感/量子精密測量賽道，相關領域的明星企業國儀量子2023年成交訂單已超過5億元。

各方紛紛落子。記者粗略梳理發現，近3年來，國內至少有17個?。ㄗ灾螀^、直轄市）已出臺相關政策文件，對量子科技產業進行布局。2022年，《四川省“十四五”高新技術產業發展規劃（2021—2025年）》印發，“量子科技”即是重點領域之一。

環顧四川，這里已集聚起一批量子科技領域的精銳部隊——電子科技大學、四川大學、西南交通大學等多所高校，中國電科三十所、西南技術物理研究所、中國科學院光電技術研究所等科研院所深耕多年；中國電子科技網絡信息安全有限公司（以下簡稱“中國網安”）、天奧電子、成都中微達信科技有限公司（以下簡稱“中微達信”）等本土企業發展迅速，國科量子、本源量子、中創為量子等“王牌軍”近年來也在成都設立分公司。

中微達信

王子竹專注于研究量子理論中的基礎問題，2018年，他結束奧地利科學院維也納量子光學與量子信息研究所的博士后工作，選擇來到四川發展。“成都很宜居，從事量子研究的氛圍也相對寬松，宜于人才的自由探索和發展。”

人才之外，四川也吸引了一批量子科技企業。“四川在電子信息、裝備制造等領域具有較為完善的產業基礎，為我們提供了良好的產業配套和市場前景。”本源科儀（成都）科技有限公司總經理李舒嘯表示。

作為國內量子計算龍頭企業本源量子西南地區的全資子公司，他們2022年發布的國產首個量子芯片工業設計軟件Q-EDA目前已在成都完成第四次技術迭代。

“將量子芯片設計類比為蓋房子，Q-EDA的作用就是‘繪圖紙’。”李舒嘯表示，企業處于量子計算產業的最上游。今年初上線的我國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”搭載的72位超導量子芯片“悟空芯”，就由該軟件設計。

中國第三代自主72比特超導量子芯片“悟空芯”夸父 KF C72-300 封裝盒。

“越來越多的量子算法和應用被開發出來，對量子算力的需求日益增強，對量子芯片硬件能力升級的要求更加迫切。”從業12年，李舒嘯看到，量子科技正越來越“熱”。

周強也有切身體會。6年多前，他還是電子科技大學信息與量子實驗室的一名“光桿司令”，而如今，團隊已有30多位師生；同時，他還在天府絳溪實驗室帶領一支科研團隊孵化量子互聯網產業，開發具有互聯能力的量子通信、量子計算、量子傳感/量子精密測量技術。

四川究竟能“量”幾何

全國量子科技版圖上，四川處在哪個位置？

先看“參照系”。業內公認的“重鎮”安徽合肥，2001年，中國科學技術大學在此組建起國內首個量子實驗室；2009年5月，科大國盾量子前身——安徽量子通信技術有限公司成立，成為國內最早一批探索量子科技產業化的企業。而周強提到，2011年，他博士畢業回到四川時，研究量子科技尚屬“冷門”。

川內量子科技相關企業起步也較晚，2020年四川日報全媒體所作的一項調查顯示，當時，四川有78家企業在經營范圍中以“量子”為主要關鍵詞，注冊時間則集中在2016年后?？梢哉f，四川是名副其實的“后生”。

再看“動力源”。企業是推動量子科技工程化研發、應用賦能和產業化發展的創新主體。以量子通信領域為例，2023年，中商產業研究院整理了38家中國量子通信上市企業，從區域分布看，浙江省、江蘇省、北京市企業較多，各有6家，四川則只有2家企業上榜，且分別排名第20位和第29位。

但四川稱得上“后起之秀”。四川大學物理學院研究員、博士生導師王俊峰提到，四川的研究團隊和企業基本覆蓋了量子科技的三大賽道，在各自領域內也有不錯成績。

比如，川內較早涉足量子通信的中國網安自成立以來，系統性開展量子保密通信基礎理論探索、關鍵器件研制、系統集成及組網應用研究，就取得了系列重要創新性成果。

中國網安量子保密通信團隊。

中國網安量子保密通信團隊帶頭人徐兵杰介紹，此前他們自主研發出量子隨機數發生器模塊/芯片，“近年來，在不斷提升系統性能及實用性的同時，我們還積極推進相關技術的落地應用，研制了多個特種領域的首款量子隨機數發生器。”此外，在連續變量量子密鑰分發方向，該團隊還在世界上首次實現了城域范圍內百兆量級量子密鑰分發，并完成了高速城域網CV-QKD樣機系統研制。

采訪中，多位業內人士向記者提及，四川雖然發展量子科技較晚，但具有“后發優勢”，即根據自身的資源稟賦在量子科技賽道中找準定位。

此前有專家指出，四川在電子器件產業配套上已發展得較為成熟，可以提前介入到量子計算機的配套開發上去?！冻啥际?ldquo;十四五”數字經濟發展規劃》中也提出，圍繞量子軟件算法、量子精密測量、量子云計算等細分領域和關鍵技術，進行鏈條式創新和技術突破，打造成都量子細分領域的后發優勢。

成都本土量子科技企業中微達信，便是憑借基礎性的測控系統硬件，切入了量子計算的賽道。

藍色的長方形“箱子”堆疊在一起，構成了宏觀世界和微觀世界“溝通”的窗口——在中微達信，記者見到了其自主研發的量子計算測控系統及組件。“相當于經典計算機的主板、鍵盤、鼠標。”中微達信副總經理吳峰介紹，在量子計算機的研發過程中，物理學家的想法需要“翻譯”成工程問題，最終再轉化成進行測控的產品。而公司依托“科學家+工程師”人才體系，在四川電子信息產業的深厚土壤上，很好地搭建起了“經典”和“量子”之間的橋梁。

作為上游企業，經過持續研發積累，中微達信在千比特測控領域形成了成熟的技術和產品，性能指標達到國際先進水平。“量子計算中的疊加和糾纏等狀態極易受到外界影響，需要極低溫、高真空等環境系統支持，測控系統要做到越來越小、離量子計算機的‘心臟’越來越近。”吳峰表示。

為此，團隊在國內率先開展低溫量子計算測控芯片技術研究，目前已完成數十款低溫測控核心芯片的數次設計流片和測試驗證，不斷推進千比特低溫量子測控陣列芯片產業化，其研發的系列低溫低噪聲放大器已實現進口替代。

配套之外，四川還瞄準未來，布局量子互聯網相關研究。

“以經典信息技術的發展為參照，互聯網是計算機技術、通信技術、傳感技術等的集大成者。與之相對，量子互聯網包含了量子科技的方方面面，具有進行前瞻布局的價值和必要。”周強說。他所在的電子科技大學信息與量子實驗室便著力打造量子互聯網“試驗場”，在全世界范圍內首次實現赫茲速率的城域量子隱形傳態；不久前，還突破了固態量子存儲器容量的世界紀錄。

電子科技大學信息與量子實驗室團隊研制的摻鉺量子存儲系統內部圖。

“量”力而行，在“不確定”中找“確定”

量子力學天生具有“不確定性”，而產業發展需要“確定性”。如何在“不確定”中尋找“確定”？記者在采訪中發現，資金、平臺、人才，仍然是業內呼吁的“補短”方向。

作為接近微觀世界的科學，量子科技研究難度極大。曾有比喻，量子衛星“天地實驗”，相當于人在萬米高空，把硬幣扔進地面的一個儲錢罐；量子計算機的研究，則像“用原子壘起一座金字塔”。

“相關研究是一個長期且需要穩定投入的過程，缺乏足夠的資金支持可能會限制研究的深度和廣度，影響科研成果的產出和轉化。”李舒嘯坦言，在前沿技術領域創新研發中，企業面臨的最主要的問題是初期研發投入高，形成收益的周期較長，需要一定的政府支持。

目光投向省外。去年，湖北省設立了20億元省級量子科技產業投資基金，支持量子科技產業發展，搭建科技成果與產業資本融通對接橋梁，促進科技成果和產業技術轉化應用等。

“只有落地應用，一項前沿技術才能找到出路。”王子竹認為，早期的電子信息產業發展路徑具有一定的借鑒意義。新興技術和未來產業的培育發展，需要政府戰略規劃政策引導，同時，離不開學術界、產業界共同推動及行業應用商業轉化等多方要素支持。

具體而言，可以創造條件為量子科技新產品、新技術提供應用場景，鼓勵首臺（套）應用示范；加快量子科技產品技術換代，支持下游應用單位逐步使用本土化量子科技產品，階段性應用量子新技術、新產品對現有傳統技術產品的升級換代等等。

王子竹還提到了一個四川可能的發展方向——“量子科技+”。

“比如，量子計算難度大、投入大，可能無法即刻上馬，但可以探索與其他領域的結合。”王子竹關注到，四川把人工智能列為今年的1號創新工程。而量子計算機可以加速人工智能所需的機器學習和優化算法，實現更高效、更準確的人工智能應用。

平臺方面，四川已依托天府絳溪實驗室，建起量子互聯網前沿研究中心；電子科技大學量子物理與光量子信息教育部重點實驗室也于2023年3月正式獲批建設……但總體來看，平臺的種類和數量仍有空間?；诖?，王俊峰建議，仍需加快組建聚合產學研力量的高層次創新平臺。

他山之石，可以攻玉。在眾多“后起之秀”中，多位專家反復提到一個城市：深圳。

深圳量子科學與工程研究院，可作為觀察窗口之一。作為深圳科技創新行動計劃首批啟動建設的基礎研究機構，該院2018年掛牌籌建，依托南方科技大學進行建設和管理，截至去年初，已經在全球吸引了超過360人的人才隊伍，取得了豐碩的科研成果，多次登上《自然》《科學》等國際頂尖期刊。同時，該院致力于打造國際一流的共享共用和產業化中試中心，陸續建成超導量子計算平臺、量子極限傳感平臺等。2022年，研究院作為建設載體，啟動籌建量子信息科學國家實驗室深圳基地?？梢哉f，“后起之秀”已加快融入中國的量子版圖。

業內人士建議，在合適的時機，四川也可以通過重大專項等有組織科研，促進省內外重點科研團隊協同攻關。

此外，盡管近年來有不少領域內人才選擇來川“安家”，人才短缺仍是制約四川量子科技產業發展的關鍵要素之一。

“可遇不可求。”吳峰提到，企業的賽道決定了急需一批同時具有電子信息和物理背景的人才，但目前在學校教育階段很難滿足培養需求，只能在公司內部自主培養，需要投入較大精力和成本。

相關企業表示，建議推動高校與企業合作，基于相關研發的需求，進行針對性培養或選修課程開發。此外，四川可以出臺更加優惠的政策，吸引國內外量子科技領域的領軍人物和優秀科研團隊來川發展。

周強補充，面向廣大青少年群體普及“量子科技基礎教育”將十分重要。他期待看到，未來，有越來越多的量子科學家和企業家，能夠出自四川。

（圖片由受訪者提供）

記者：文露敏

來源：川觀新聞