北京聚焦打造量子產業高地

量子科技，是新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。在“新質生產力看北京”主題採訪中，從市科委、中關村管委會獲悉，北京將充分發揮創新資源集聚優勢，着眼量子領域全球創新前沿，瞄準科技攻關、成果轉化、示範應用、生態培育四大關鍵點發力，增強量子技術產業發展的體系化能力，推動北京率先建成國家量子科技產業高地。

微型原子鐘50萬年誤差不超1秒

量子計算、量子通信、量子精密測量，是量子科技的三大領域。在北京量子信息科學研究院（簡稱“北京量子院”）展廳，看到了科研團隊已研製成功的微型芯片原子鐘，小拇指大，比美國同行的同類產品小一圈。

“人們日常生活中用的表屬於傳統石英晶振表，運行不到1天就會產生1秒誤差，而微型芯片原子鐘，運轉50萬年誤差都不會超過1秒。”量子院精密測量團隊研究員魏小剛說，這是目前國際上綜合性能最佳的一款原子鐘，穩定性等指標已超越美國同行。

失之毫釐，謬以千里。利用量子技術來進行時間的精密測量有多重要？魏小剛舉例，現代電力網絡中發電、輸電、配電、故障監測等全部活動，均依賴於系統內部自動化設備的時間同步，如果時鐘出現錯誤，可能會導致大面積停電。

在當下發展如火如荼的無人駕駛領域，高精度的微型原子鐘也十分重要。當衛星信號被遮擋或干擾，無人駕駛汽車與衛星導航暫時“失聯”時，如何進行自主導航？答案是利用慣性導航技術。魏小剛說，在“慣性導航”系統中，需要給車上的陀螺儀和加速度計提供極精確的時間頻率信號，才能使車輛在行進中對自身姿態和位置有準確的認知，從而進行精準導航。

北京量子院研究員楊仁福透露，目前該成果已完成無人機開機搭載試驗及大量星載地面模擬試驗等，並已成立成果轉化公司，未來將大量應用於導航、電力、電信、交通、萬物互聯等領域。

量子計算機已展開產業化探索

與量子院相距數十公里，一家初創企業已經將光量子計算機推向市場。

量子計算，這個聽起來高深的詞彙，其所解決的問題其實都與人們生活息息相關。玻色量子創始人、CEO文凱博士介紹，以電力行業爲例，新能源電網上有成千上萬個用電、發電節點，並且時間、空間分佈不均勻，要想將發電、用電量精準統籌好，實現供需平衡，需要進行大量的組合調度工作，其涉及的計算量巨大，用傳統經典計算難以滿足需求。而使用相干光量子計算機，完成同一問題的計算，速度是經典計算機數百倍以上，隨着技術進一步發展，其計算效率還將大幅提升。

在蓬勃發展的人工智能領域，隨着生成式人工智能等賽道爆發性增長，現有的神經網絡訓練主要依賴GPU集羣開展，面臨計算開銷大、週期慢、成本高等缺陷，也大大限制了通用人工智能技術的進一步發展。“我們聯合清華大學李升波教授團隊提出了一種量化前饋網絡的相干光量子計算機訓練方法，可以在毫秒內解決大規模的二進制優化問題，爲神經網絡的快速訓練提供了另一種可能性。”文凱說。據悉，這也是國際上首個可以在相干光量子計算機上訓練多層神經網絡的算法，實現了量子神經網絡訓練領域的重要突破。

在創業初期，玻色量子研發相干光量子計算機期間就獲得了市科委、中關村管委會針對顛覆性技術的資金支持。目前，該團隊已在人工智能、金融、通信、能源、雲計算等數十個行業領域展開了真機測試、真實場景驗證與應用探索，今年公司營收已達數千萬元。

打造全球領先的量子產業高地

大規模量子云算力集羣、裡德堡原子電磁探測系統、新一代量子芯片……在北京量子院展廳內，可以看到處於全球量子科技前沿的最新成果。

“北京是全國量子科技研發人才最集中的區域，這些力量分散在各個大學、科研院所，量子院成立的初衷正是將這些力量集中起來，統籌科研力量推動我國量子科技發展。”北京量子院執行院長常凱說，目前研究院已聚集了超300位全球量子領域的優秀科研人才。

科技部相關負責人傅小鋒說，量子科技和產業已成爲各國維護國家技術主權與發展主動權的戰略制高點之一，是引領科技產業變革與打造國家戰略力量的前沿領域。北京作爲我國科技基礎最爲雄厚、創新資源最爲集聚、創新主體最爲活躍的區域之一，已成爲我國量子領域創新的重要一極。科技部將支持北京在量子科技創新能力提升和產業發展方面走在前、做表率，聚焦打造全球領先的創新策源地和量子產業高地。

來源：北京日報