量子科技領域,傳來好消息!
2月6日,據中國科學技術大學消息,該校潘建偉院士團隊在可擴展量子網絡研究方面取得重大突破,標誌着基於量子糾纏的光纖量子網絡正在從理論構想走向現實可能,進一步擴大了我國在該領域的國際領先優勢。
當天,在A股市場上,部分量子科技概念股大幅拉升,格爾軟件一度觸板,盛邦安全、亨通光電、興圖新科、中天科技、長飛光纖、科大國創等紛紛跟漲。有券商指出,在國家戰略引導與產業資本投入共振下,量子計算行業正由實驗室驗證階段向產業化落地快速演進。
量子網絡重大突破
2月6日凌晨,中國科學技術大學發文稱,近日,中國科學技術大學潘建偉及其同事在可擴展量子網絡研究方面取得重大突破。
據悉,汪野、萬雍、張強、潘建偉等與濟南量子技術研究院、中國科學院上海微系統與信息技術研究所、香港大學、清華大學等的研究人員合作,在國際上首次構建出可擴展量子中繼的基本模塊,使得遠距離量子網絡成為現實可能。
與此同時,包小輝、徐飛虎、張強、潘建偉等與濟南量子技術研究院、新加坡國立大學、加拿大滑鐵盧大學等的研究人員合作,實現了單原子節點間的遠距離高保真糾纏,並在此基礎上首次將器件無關量子密鑰分發(DI-QKD)的傳輸距離突破百公里,極大推進了該技術的實用化進程。
上述兩項成果分別於北京時間2月3日和6日發表於國際權威學術期刊《自然》和《科學》。這兩項核心技術突破,是我國在量子通信與量子網絡領域繼「墨子號」量子衛星之後取得的又一里程碑式成果,標誌着基於量子糾纏的光纖量子網絡正在從理論構想走向現實可能,進一步擴大了我國在該領域的國際領先優勢。
量子信息科學的終極目標是構建高效、安全的量子網絡:利用量子精密測量實現對信息的高精度感知、利用量子通信實現信息的安全和高效傳輸、利用量子計算實現信息的指數級加速處理,從而實現對物質世界認知能力的革命性飛躍。
構建量子網絡的基本要素是遠距離確定性量子糾纏分發,但一直面臨一個難以解決的問題,就是量子信號在光纖中的衰減,嚴重製約了量子糾纏分發的距離。為解決量子通信遠距離傳輸信號衰減問題,科學家們想到了「量子中繼」技術,相當於在量子信號的「長途旅程」中設定多個「中轉站」,在相鄰站點之間產生糾纏,再將各段糾纏連接起來以實現遙遠地點之間的糾纏分發。為了保證量子糾纏連接能夠有效實現,科研團隊在國際上首次實現長壽命量子糾纏,在糾纏的存活時間內確保與之相鄰的糾纏能夠有效產生,從而成功構建了可擴展量子中繼的基本模塊,使得遠距離量子網絡成為現實可能。
量子密鑰分發是量子通信安全性的核心,而在器件無關方案下,即使量子器件本身完全不可信,生成的密鑰依然安全。此前國際上這項技術的傳輸距離最多隻有幾百米,而這次我國科研團隊依託量子中繼技術的突破,實現了原子節點間的遠距離高保真糾纏,在此基礎上首次將器件無關量子密鑰分發的傳輸距離突破百公里。
據央視新聞報道,中國科學院院士、中國科學技術大學常務副校長潘建偉介紹說,再經過10到15年的努力,通用的量子計算機如果變成現實之後,利用量子中繼的基本模塊和與設備無關的密鑰分發,就可以把所有的量子計算機連成一個網絡。這樣的話,量子互聯網就會真正變成現實,實現對世界的信息精確感知,能夠為我們去理解整個物質世界提供一種革命性的手段。
相關概念股異動
今日盤中,A股部分量子科技概念股拉升,板塊指數漲幅一度超過1%。截至記者發稿,通達信量子科技指數上漲0.90%,長飛光纖漲停,格爾軟件升逾8%,亨通光電升逾7%,盛邦安全漲近7%,中天科技、羅博特科升逾5%,科大國盾、 興圖新科等紛紛跟漲。
量子計算基於量子疊加、糾纏等機制,能夠實現相對經典計算的指數級加速,是突破摩爾定律邊際放緩、應對AI時代算力需求爆發式增長的重要補充路徑。東北證券表示,在國家戰略引導與產業資本投入共振下,量子計算行業正由實驗室驗證階段向產業化落地快速演進。
東北證券指出,全球量子計算市場規模由2021年8億美元增長至2024年50.37億美元,2030年預計達2199.78億美元,對應CAGR達87.64%。此外,AI時代算力需求愈加放大,在製程演進放緩與功耗密度約束的背景下,未來算力供需缺口或將加大;量子計算憑藉疊加與糾纏帶來指數級加速能力,有望成為算力供給新範式。
量子計算產業鏈中上游包括稀釋製冷機、測控系統、量子芯片等合計佔比約86%,為產業鏈核心環節;在歐美對稀釋製冷機與高端測控設備等嚴格管制背景下,國內企業自主創新與國產替代進程加速,部分技術已對標海外龍頭。中游整機競爭激烈,我國雖起步較晚,但後來居上,多技術路線發展迅速。下游應用在金融風控、生物醫藥研發、化工材料設計等領域具備相對優勢,未來十年相關應用市場規模合計有望超千億美元。
國際動態方面,近期,全球量子公司IonQ宣佈以18億美元收購SkyWater,預計2028年啓動20萬量子比特QPUs功能測試(支持8000個超高保真邏輯量子比特),200萬量子比特芯片研發提前一年,實現量子設計-製造-封裝垂直整合。
國內動態方面,近日,中國科研團隊藉助78比特超導量子芯片「莊子2.0」,國際首次在量子模擬器上實現超越周期(準周期)的隨機驅動的可調預熱化的系統性的研究,為人工驅動調控量子系統拓寬了新的研究方向。相關成果發表於1月28日的《自然》雜誌。
責任編輯:宋雅芳