我國量子通信和量子計算研究現(xiàn)在是什么水平?
過去的十幾年,在中科院、科技部、基金委、教育部等部門的支持下,這個夢想正一步步邁向現(xiàn)實。
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人才培養(yǎng)和團隊建設(shè)歷程
2002年,我們的團隊只有5個人。從2006年開始,很多年輕的學(xué)生被派到世界各地,在國際先進的實驗室學(xué)習(xí)新技術(shù)。
2009年,剛剛參加完《復(fù)興之路》的主題展,潘建偉老師激動地給幾乎所有的學(xué)生發(fā)了一條短信,希望我們能夠回國為民族復(fù)興盡力。2011年,這些學(xué)生基本都回到了國內(nèi)。
我們團隊主要的研究路線從量子基礎(chǔ)研究開始,然后進入應(yīng)用基礎(chǔ)研究,再慢慢的把一些能夠直接應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)投入實踐應(yīng)用,反哺社會經(jīng)濟發(fā)展。

研究路線
比如,在多光子糾纏領(lǐng)域,我們一直在國際上保持領(lǐng)先的地位,目前,我們已經(jīng)實現(xiàn)了18個光量子的糾纏。

糾纏量子比特數(shù)目
利用國際一路領(lǐng)先的多光子糾纏和干涉技術(shù),我們在2017年實現(xiàn)了第一臺在“波色取樣”這個特定任務(wù)上能夠超越最早期兩臺經(jīng)典計算機的光量子計算原型機。這是邁向“量子霸權(quán)”先期基礎(chǔ)測試的一步。
我們一直在做的不是彎道超車,而是直道超車。量子科學(xué)實驗衛(wèi)星是直道超車的一個非常好的范例。
最開始在論證的時候,有些專家會問國外有沒有開展這樣的研究。有很多人的概念是,基本上國外開展研究了,我們才開始研究。
基于量子衛(wèi)星和“京滬干線”(京滬干線:連接北京、上海,貫穿濟南和合肥全長2000余公里的量子通信骨干網(wǎng)絡(luò)),我們國家首次描繪了天地一體化的量子通信網(wǎng)絡(luò)的藍圖。

京滬干線
現(xiàn)在很多國外單位,包括歐洲、美國,都主動來找中國的單位,要求加入我們的合作項目。2017年,“墨子號”實現(xiàn)了從北京到維也納的7600公里的量子保密的通信。
下圖展示了地面和衛(wèi)星的對接,位于我國西藏阿里。

地面與衛(wèi)星對接
量子計算和精密測量
此外,我們在量子計算方面也做了比較系統(tǒng)的布局,利用超冷原子能夠?qū)崿F(xiàn)一些實用化的量子模擬技術(shù)。

超冷原子量子模擬
利用超導(dǎo)量子計算探索和攻關(guān)通用的量子計算機,目前我們已經(jīng)做到了12個超導(dǎo)量子比特的糾纏。

12個超導(dǎo)量子比特的糾纏
平時在新聞里可能會聽到,IBM做到了50個量子比特,谷歌做到了72個,但他們宣稱的量子比特數(shù)目還不能形成量子糾纏。
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