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启科:争夺量子科技“世界高地”

时间:2022-09-28 18:30|来源:|作者:求学星空|点击:

李韵石

近年来,国内外学术界及产业界对于量子科技的研究投入不断加码,这一前沿科技发展势头迅猛,在当下数字经济时代里正逐渐成为产业结构升级和经济高质量发展的又一重要引擎。10月中旬,《法人》记者在采访中发现,在量子信息领域,中国企业不仅正在大踏步前进,而且在某些领域已经可以与国际比肩。其中,位于北京中关村软件园的国开启科量子技术(北京)有限公司

(以下简称“启科量子”),因专注于量子信息技术产品而名声鹊起。

三个“老男孩”开启“量子未来”

启科量子起步于2019年,是一家成立不到3年的年轻公司。其是国内少有的兼具量子计算和量子通信研发能力的企业,技术团队包括50多位科学家和资深工程师。其核心研发人员拥有丰富海外从业经验,长期在世界一流量子科研机构及企业任职,始终保持与国际先进水平同步。

“年轻而稳健”,是启科量子董事长李杨对团队的概括性描述。在他看来,启科量子既充满年轻人的朝气和冲劲儿,也具备“资深剑客”的沉稳。

“我们正在全力研发国内首个工程化离子阱量子计算机,将于半年内面世。两年后,我们将推出分布式可扩展离子阱量子计算机,未来中国离子阱量子计算将提升至全球先进水平。”10月21日,李杨接受记者采访时显得踌躇满志。

2017年,在美国打拼的李杨40岁出头,与同龄人陈柳平和罗乐,共同怀揣着“世界量子科技要有中国一席之地”的目标,义无反顾回国创业。2019年,启科量子在北京成立。公司创立初期,很多局外人对启科量子的未来充满质疑,但外人并不清楚,李杨和他的创业伙伴们个个都是量子界的“大咖”。有着不一样的量子基因与技术底蕴。

启科量子联合创始人、首席产品官陈柳平作为量子通信专家,在量子计算领域拥有长达20年的丰富科研及工程经验。他曾长期担任美国MagiQ公司总工程师一职,并带领研发团队于2003年推出了第一代商业化量子通信系统

“Navajo”,这也是全球第一套商业化量子通信系统。该系统实现了世界首次单向量子通信系统使用“波分复用”传输量子和数据信号。

另一位联合创始人、首席科学官罗乐是一位资深量子计算专家,曾任美国国家标准研究院联合量子研究所研究科学家。2009年,他提出全球首个可扩展原子-光子量子网络协议,并在2012年研发出世界第一个基于半导体芯片工艺的离子阱量子计算芯片。在该芯片上,实现了全球首次离子囚禁和量子测控。

启科量子合伙人、副总裁韩琢是一位资深量子计算应用专家,2012年在加拿大联合创立了世界第一家量子计算软件公司1QBit,深耕金融、生物制药、材料等领域,引领了全球量子计算应用技术产品的发展。

对于如此“硬核”的创业团队,李杨对记者表示,团队拥有的专家在全球顶级量子信息处理技术领域有着20多年的研究与实践经验,“我们致力于快速转化技术成果,以缩小和美国的差距,向世界领先水平迈进。”

数字时代为启科量子带来机遇

“十四五”规划提出,要瞄准量子信息等前沿领域实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目,并且“加快布局量子计算、量子通信等前沿技术”。北京、上海、广东、安徽等多个省市的新基建政策及“十四五”规划中也不乏对量子科技的细化部署。

在此背景下,海量数据处理和信息安全保障是各行各业面临的巨大挑战。根据IBM研究显示,人类文明获得的全部数据中,90%的数据是在过去两年内产生的。到2025年,全球数据规模将超过2016年的10倍。也就是说,每一天,全世界都会上传超过5亿张图片,每分钟就有20小时时长的视频被分享。

面对数字鸿海,量子信息技术的发展将对信息安全及算力提升带来革命性影响,具有重大意义和战略价值,是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新,将引领新一轮科技革命和产业变革方向。

“在这个数据为先的时代,计算能力代表着效率,你的计算力比他国快1秒,就代表你比他国的技术领先一个层次。然而,在数据规模以每两年翻一番的增长态势下,经典计算已经限制了人工智能及大数据时代发展的需求,且会加大能源消耗,未来量子计算机则会很好地解决这些问题。”李杨告诉记者,“现阶段专用型量子计算机将会在某些重要领域出现一些革命性应用,未来通用量子计算机将会取代经典计算机,成为人类历史上最重要的创新成果。”

据介绍,已证明尚处于初级阶段的量子计算机在特定问题上的计算效率比现有超级计算机快百亿倍,未来量子计算机能轻易破译现有公钥密码体系。基于此,目前全球主要国家均在信息安全领域加大投入,采取量子密钥分发及抗量子算法等有效措施积极应对。

以全球排名第二的超级计算机美国最新一代超级计算机“顶点”(Summit)为例,它的浮点运算速度峰值达每秒20亿亿次,算力超过我国超级计算机“神威·太湖之光”60%。但“顶点”运算一万年才可解决的问题,53个比特的量子计算机仅需200秒即可解决。启科量子正在研发中的“AbaQ”分布式离子阱量子计算机,设计指标可达到100个可操控量子比特以上,量子体积将达到亿级。未来,该系列量子计算机可以在经济建设、新兴产业培育、国防和科技发展等诸多重要领域发挥作用,推动信息技术演进和产业升级,并极大降低经典计算产生的巨大能源消耗,助力达成国家“双碳”战略目标。

除了增加算力和降低能耗之外,确保数据安全也是量子信息技术的核心优势。李杨告诉记者,

“量子通信技术利用其不可破解、不可复制、可实时察觉监听等物理特性,对重要信息进行保密处理,可让窃听无处遁形,极大地改善了传统保密通信的传输安全问题。目前,启科量子的量子通信产品及解决方案已在多地政务领域实现布局。

人才短缺已是全球性难题

作为国内兼具量子通信及量子计算核心技术的高科技企业,启科量子目前自主研发的量子通信产品系列、量子随机数产品系列、量子安全云、离子阱量子计算机、量子计算软件都具有特色及优势。

“量子技术研发投入很高,公司发展需要政府更多支持和秉持长期资本推动,以保证在该领域持续保持领先。”李杨介绍,“与国际同行相比,我们目前所获得的支持和资本投入相对有限。”

其实,一些发達国家很早就在量子领域增加了投入。日本2013年计划在10年内投入400亿日元研发量子信息技术;英国2014年设立“国家量子技术计划”,每年投资2.7亿英镑用于建立量子通信、传感、成像和计算四大研发中心;欧盟2016年宣布了为期10年,耗资10亿欧元的“量子技术旗舰计划”。作为全球量子技术领先者的美国,近十年

来每年投入约两亿美元用于各细分领域的研究,2018年还计划在10年内拨款12.75亿美元全力推动量子科学发展。同年,美国发布了《国家量子促进法案》。2019年美国在《未来工业发展规划》中,将量子信息技术定义为主导科技和产业发展的四大基础设施之一。根据波士顿咨询发布的报告预测,到2035年欧美量子计算应用市场规模将达到600亿美元,随后暴涨到2050年的2950亿美元。

除了资金投入之外,启科量子的第二个挑战就是人才的需求。据记者了解,量子领域人才短缺已是全球性问题。美国国家科学技术委员会(NSTC)发布的《国际人才在量子信息科学中的作用》报告认为,美国QIST(量子信息科学与技术)的工业界、学术界和政府都面临人才短缺的问题。

对此,李杨表示,目前而言,中国量子信息技术应用与产业化尚处于初步阶段,各方面都需要共同发力。启科量子将持续推进产品的研发、迭代及商业化落地,并建立起通信与计算相结合的第三代量子网络,即以连接量子计算机为核心的量子互联网,从而让数据更安全、计算更高效。

国家层面,李杨希望能够加大量子技术人才培养力度,借助大学等科研机构的综合优势,进一步发挥高科技企业的创新活力,不断培养符合未来国家需要的技术型人才。“只有产、学、研有效结合,才能让中国量子技术真正在国际上拥有一席之地。”李扬说。

(责编 王茜 美编 赵佳)

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