在量子科技领域,中国又一次站在世界前列,很有可能象5G无线通信技术一样,再次领跑全球。

大数据预测分析和咨询服务公司Valuenex,对全球量子技术相关专利的分析数据显示,中国拥有3000多项量子技术相关专利,美国1500多项,中国大约是美国的两倍。

量子科技经过了近30年的发展,取得了一系列的划时代的成果。现在量子科技已成为我国的战略科技,西方发达国家也十分重视量子科技的战略布局。2018年12月,老美启动了为期十年的国家量子行动计划,2020年又发布了量子网络的战略构想。与此同时,英、德、欧盟近几年也相继启动了各自的量子科技计划。

量子科技目前主要有三大领域的应用,即量子通信、量子计算、量子测量。下面我们主要看看在量子通信和量子计算两大领域,我国与其他国家的现状。

量子通信,我国在量子通信方面处于世界领先地位。特别是量子保密通信技术已经比较成熟,我们可以非常方便地利用光纤网络来进行量子密钥的分发,实现城域的量子保密通讯;利用中继可以实现城市间的量子通讯,如京沪干线;通过卫星,可以进行星地间的量子通讯,早在2016年,我国成功发射了全球第一颗量子科学实验卫星“墨子号”。

我国量子通信的领先,在Valuenex的量子通信和密码学领域专利排名榜上也体现出来了。下图是量子通信和密码学领域硬件相关专利排名。

量子通信和密码学硬件方面的专利,华为排名第二,仅次于东芝,相差也不多。

华为公司多年前就成立了量子实验室,致力于量子通信和量子计算的基础研究,已经积累了不少专利。华为在光量子交换、量子密钥分发等方面,业界领先。

不久前,相关网站公开了华为的授权号为CN108737083B的描述了一种量子密钥分发系统的专利,主要包括第一通信设备、第二通信设备、第三方系统、第一测量设备和第二测量设备等。

下图是量子通信和密码学软件方面的专利排名,我国在量子通信和密码学软件方面的优势就更明显了,前五名全是中国公司。

量子计算方面,去年12月,我国成功实现“量子霸权”里程碑。由中国科大联合中科院上海微系统所和国家并行计算机工程技术研究中心,共同研发了76个光子的量子计算原型机“九章”,实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。

“九章”系统处理高斯玻色取样的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍,比谷歌发布的53个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。“九章”输出量子态空间规模达到了1030(“悬铃木”输出量子态空间规模是1016,目前全世界的存储容量是1022)。

上月,我国国防科技大学联合军事科学院、中山大学等单位,成功研制新型可编程硅基光量子计算芯片,实现了多种图论问题的量子算法求解。该光量子计算芯片,未来有望在大数据处理等领域获得应用。

量子科技未来还有很多路要走,各国都在开足马力,从人才、资金、政策等方面向量子技术倾斜。

我国尽管前面取得了优势,丝毫不能放松,需要加强前瞻布局和顶层设计,在量子计算全链条开发、量子互联网攻关、量子精密测量技术和装备研发、量子信息技术标准制定及专利池建设等方面,需要重点投入。

综上,我们有理由相信,经过努力,我国量子科技完全有可能续写5G无线通信的辉煌,再次领跑全球!