2024年全国两会，“量子技术”成为热词。李强总理在政府工作报告中两度提到量子技术，他说过去一年“量子技术等前沿领域创新成果不断涌现”，未来将“开辟量子技术、生命科学等新赛道”。
北京量子信息科学研究院科研副院长、清华大学教授龙桂鲁认为，开辟量子技术新赛道，有利于通过“量子+”的方式推动我国相关产业的升级和转型，提升传统产业的效率和竞争力，培育新的经济增长点，进而催生新质生产力。
他表示，目前我国的量子信息技术领域处于全球第一方阵，未来要开辟量子技术新赛道，仍需要推动产学研合作、国际合作交流、加强知识产权保护等措施，推动量子技术的快速发展和应用。
北京量子信息科学研究院科研副院长、清华大学教授龙桂鲁。受访者供图
量子技术有什么作用？
许多人一听到量子，第一反应就是把它理解成某种粒子。实际上，量子的本意是一个数学概念。一个事物如果存在一个基本单位，每次变化都是以这个基本单位的整数倍进行，人们就说它是量子化的，并把基本单位称为量子。
量子概念起源于1900年，由德国科学家普朗克提出。此后，爱因斯坦、玻尔、薛定谔等科学家都因在量子力学领域有突出贡献而获得诺贝尔奖。现在的量子力学是在1926年正式建立的。上世纪80年代以来，量子力学与信息科学交叉，产生了“量子信息”这一新学科，许多物理学家把量子信息的兴起称为“第二次量子革命”。
龙桂鲁介绍，量子通信技术可以实现高安全的信息传输，他以自己研究的量子安全直接通信为例做了说明。量子安全直接通信使用量子态传输信息，是一种崭新的保密通信模式，能够感知窃听，并通过自毁的方式阻止窃听。我们可以用比喻来说明经典保密通信和量子保密通信。传统的加密通信相当于“说黑话”，通过使人听不懂来保密。量子保密通信是通过避开窃听而“说悄悄话”，使人听不见来保密。量子保密通信为保密通信技术的大家庭提供了一种强有力的新工具，它和众多的保密技术一起，满足国防通信安全、个人信息隐私安全的各种需要。
龙桂鲁说，另外，以量子态进行计算的量子计算技术还可解决一些传统计算机无法处理的复杂问题，如优化问题、密码破解和大数据处理等，促进强人工智能实现，跨越式地推动科技进步和社会发展。
他介绍，量子精密测量技术还可以在电、磁、力、热、时等测量方面提供更准、更细、更灵敏的探测度量技术，提供更精确的定位与导航，更精细的医疗诊断技术等。
中国科学院物理研究所特聘研究员沈洁在接受新京报记者采访时表示，量子技术虽然不被人们所熟知，但其实已经有应用案例，比如一个叫作“超导量子干涉仪”的量子器件，具有磁通量子化的特征，可以用来探测微弱磁场，目前已经在地磁场和生物磁测量方面有很多应用案例，“人们去医院测脑磁图或者心磁图就会用到这种设备。目前有越来越多的量子器件和探测正在开发中，慢慢地，量子技术会被人们所知晓。”
我国处于什么水平？
据媒体报道，从全世界来看，量子技术领域竞争空前激烈，七国集团（G7）已经全员部署量子计算机研发计划，美国更是将相关计划命名为“微型曼哈顿计划”，比肩原子弹项目“曼哈顿计划”。
近年来，不少分析机构将中美两国视为量子计算领域的“第一梯队”。目前全球仅有4台量子计算机实现了“量子计算优越性”里程碑，其中，中国的“祖冲之”和“九章”就占据两席，另外两席是美国谷歌的“悬铃木”和美加合作的“北极光”。
有观点认为，中国在稀释制冷机、高性能示波器等量测设备、特种线缆、极低温电子元器件上均存在较为明显的短板。有国外媒体报道称，量子信息技术可分为量子计算、量子通信和量子精密测量三大分支，中国强在量子通信，但美国量子计算机在量子比特数量和量子纠错上进展更快。2023年12月4日，美国IBM公司推出了世界第一台拥有超过1000个量子比特（衡量量子计算机性能的重要指标之一）的量子计算机。
龙桂鲁介绍，中国在量子技术方面已经取得了显著的进展和成就，这些年国家加大了对量子技术的投入和支持，推动了一系列量子科技计划和项目的实施，使得我国在量子信息技术处于全球的第一方阵。
他说，我国在量子通信领域已经实现了从跟跑到领跑的转变，其中取得了一系列重要成果，包括实现了世界上最长距离的量子安全直接通信、发射了世界首个量子通信卫星，我国在超导量子计算与光量子计算两个技术路线上都实现了量子计算优越性等。
龙桂鲁介绍，此外，中国还在量子精密测量、量子隐形传态、量子纠缠等领域取得了重要进展，并在积极开展应用研究，“但量子信息技术是一个进行中的科技领域，国际上在这一领域的竞争激烈，需要国家持续加大投入，以实现更多的创新、更广泛的应用和更好的发展。”
如何发展量子技术？
龙桂鲁认为，新质生产力是指随着社会进步和科技发展而出现的新质劳动资料及其相应的生产方式，具有高效、精准和智能等特点；国家开辟量子技术新赛道，有利于通过“量子+”的方式推动我国相关产业的升级和转型。
他认为，当前国际竞争激烈，政府应继续加大对量子技术研究和应用的投入和支持力度，强化对北京量子院这样的新型研发机构的建设和政策支持，鼓励更多的科研机构和企业参与量子技术的研究和开发，推动量子技术的快速发展和应用。在政策上，顶层设计要粗线条，有集中、有宽松、有良性竞争。
此外，还要加强人才培养和引进。他说，量子技术是一门高度交叉的前沿学科领域，需要大量的高素质人才来支撑其发展。因此，政府应重视量子技术人才的培养和引进，加强对量子技术相关学科的建设和发展，鼓励高校和科研机构培养更多的量子技术专业人才。“特别要加强梯队人才团队的建设，这需要大量的工程、材料、仪器等相关人才的支撑和保障。就像打仗一样，如果先头部队快速挺进却得不到后勤支援，也是很难取胜的。”他说。
发展量子技术，需要继续推动产学研合作。龙桂鲁介绍，量子技术的发展需要政府、企业和科研机构的共同努力，政府应积极推动产学研合作，促进量子技术的产业化进程，鼓励企业参与量子技术的研发和应用，加速量子技术的商业化进程。
他说，量子技术是全球性的前沿科技领域，需要各国之间的合作和交流。政府应积极推动我国与其他国家在量子技术领域的合作和交流，共同推动量子技术的发展和应用；此外，还要加强知识产权保护，政府应加强量子技术领域的知识产权保护工作，建立健全的知识产权保护体系。
新京报记者 赵利新
编辑 张树婧 校对 卢茜
