量子科技，是國際最為關注的前沿熱點之一。“十三五”期間，我國成功發射了世界首顆量子科學實驗衛星、建成世界首條千公裡級量子幹線、完成世界首次洲際量子通信，在量子通信領域取得一系列重大進展，使我國在國際量子通信領域的賽道上繼續保持領跑地位。

中國科學技術大學教授 中國科學院院士 潘建偉：我們下一步的奮鬥目标就是希望把它（量子衛星）本身的重量由600公斤、（量子光源）亮度100兆左右，突破到100公斤，可能的話到50公斤左右，讓亮度可以進一步提高。

在位于安徽合肥的中國科學院量子信息與量子科技創新研究院，潘建偉院士和同事們正在研讨量子衛星網絡的建設規劃。2016年，我國成功發射世界首顆量子通信實驗衛星“墨子号”，并圓滿完成了星地量子密鑰分發等三大科學目标。然而，要構建天地一體化的全球量子通信網絡，量子通信還面臨很多急需攻關的核心技術。

中國科學技術大學教授 中國科學院院士 潘建偉：我們這一兩年技術上有很好的進步，我們的空地量子密鑰分發的線路的效率得到了大幅度的提升，所以從這樣一來，我們天上的載荷就可以做得更小了，就可以由原來的幾百公斤做到幾十公斤，這個成本就可以大幅度地由幾個億降低到千萬的量級。我們希望明年能夠完成（微納量子星）正樣的研制，具備擇機發射的條件。

潘建偉介紹，通過“墨子号”與地面星地量子實驗所積累的經驗，地面台站也由原來的十多噸重降低到了百公斤量級。利用已經超期服役兩年的“墨子号”，科研團隊還在進行量子精密測量、量子時頻傳遞等多項科學實驗。

中國科學技術大學教授 中國科學院院士 潘建偉：我們覺得一個好的東西，最好是能夠通過國際合作來推動整個領域的發展，後面我們可能會跟我們意大利的同事、印度的同事、加拿大的同事然後還有俄羅斯的同事一起合作，再進一步做一些相關的實驗，來确認它是不是能夠很好地把信号送到各個地區的地面站，為我們後面推動實用星的研制能夠積累更多的經驗。

中國科學技術大學教授 “墨子号”科學應用系統總工程師 彭承志：除了圍繞墨子号現在正在做的這樣一些物理的和通信的這樣的一些實驗之外，我們更重要的精力轉向了下一代的空間量子通信的網絡的研究。這就包括未來要把這個量子通信（衛星）推向中高軌，甚至于到（地球）同步軌道，到那個時候我們就能夠實現24小時全天時的這種量子通信了。

量子是質量、能量等各種物理量的基本單元，比如光子、原子等基本粒子都被統稱為量子。與宏觀世界不一樣，處于微觀世界的量子具有糾纏、疊加等很多特性，所以将量子技術應用到保密通信、超強計算、精密測量等諸多領域，可以實現很多經典信息技術所不能完成的任務。

十三五期間，世界首條千公裡級量子保密通信幹線——京滬幹線建成啟用，與“墨子号”相結合，我國成功實現世界首次洲際量子保密通信。就在今年，潘建偉研究團隊還将無中繼光纖量子密鑰分發的世界距離拓展到了500公裡，并成功實現了千公裡級基于糾纏的量子保密通信，在量子信息領域取得了一系列重大進展。

除了量子保密通信外，量子科技的另一個重大應用前景就是量子計算。量子計算被稱作“自然賦予人類的終極計算能力”，如果将傳統計算機的速度比作“自行車”，量子計算機的速度則可能是“飛機”。在量子計算領域，科研團隊正在進行怎樣的技術攻關？量子科技的發展有着怎樣的戰略規劃？

總台央視記者 帥俊全：我現在就是在光量子計算實驗室，研究團隊正在進行攻關的就是50個光子的量子計算研究。量子計算的速度，它其實是随着可操縱光子的數目的增多而呈指數級的上升，所以一旦50個光子的量子計算研究實現成功的話，它對特定問題的計算速度就能夠達到現有的超級計算機的百萬億倍之多。

2017年，我國科學家成功實現十個光量子比特的糾纏操縱，研制出了世界首台超越早期經典計算機的光量子計算機。随後，研究團隊又通過多項技術攻關、成功實現了18個光量子比特的糾纏操縱，進一步刷新了該領域的世界紀錄。

中國科學技術大學教授 中國科學院院士 潘建偉：最近正在做相關的實驗，那麼這個實驗我們是非常有信心的，希望能夠實現50個光子的相幹操縱。那麼實現之後，它其實就是說我們在量子計算裡面有一個指标性的裡程碑。也就能說明我們到底能不能比超級計算機算得快。與此同時，我們最近正在測試就是60個比特的超導量子計算系統，希望能夠在不久的将來有比較好的成果。

量子計算被認為是未來推動高速信息處理的颠覆性技術，有望在密碼分析、長周期天氣預報、石油勘探和藥物設計等領域發揮重大作用。目前國際上對于量子計算的研究有很多方案，光子、超冷原子和超導線路等三大體系最受關注。潘建偉介紹，實現可編程可通用的量子計算機或許還需要二十年甚至更長的研究攻關，但專門用于解決一些特定問題的量子模拟機已經顯示出了超強的計算能力。

中國科學技術大學教授 中國科學院院士 潘建偉：我們說五年之内，量子通信方面，我們要推廣它的實用化，所以首先要實現地面設備的小型化和成本的大規模降低和量子衛星的實用化，這是第一方面。第二方面在量子計算方面，我們會在完成（量子）稱霸的基礎之上，完成一些有價值的專用量子計算機的研制，可以來解決一些在傳統超級計算機裡面解決不了的又是有價值的科學問題，這是我們“十四五”（期間）在量子計算機方面提出來的一個目标。量子精密測量剛剛開始開花結果，我們希望能夠通過“十四五”（期間）的努力，也能夠走到國際的第一方陣。

（編輯 趙汗青）

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