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——紀(jì)念現(xiàn)代量子理論誕生100周年
文/李后強
四川省社會科學(xué)院教授
成都高新區(qū)天府四街,一盞路燈悄然閃爍著量子糾纏的光輝。清晨的天府新區(qū)興隆湖畔,國家超級計算成都中心的硅立方正在安靜運行。這座千年古城正以驚人的速度跨越經(jīng)典與量子之間的邊界。
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從技術(shù)上講,量子科技主要包括量子通信、量子計算和量子測量(儀器)三個分支。其中,量子計算是科技界的“明珠”,它以量子比特為基本單元,通過量子態(tài)的受控演化實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲計算,具有經(jīng)典計算無法比擬的巨大信息攜帶和超強并行處理能力,以實現(xiàn)計算機算力指數(shù)級增長,路線主要包括低溫超導(dǎo)、離子阱、光量子和拓?fù)湎嘧兊阮I(lǐng)域的研究工作。成都在量子科技領(lǐng)域的布局已經(jīng)展開!
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01 “量子成都”的藍圖正從概念到實踐
“量子成都”是指運用量子理論和人工智能等技術(shù),構(gòu)建一個虛實融合、智能高效的未來城市。其核心在于三大特征:空間量子化、虛實糾纏和智能涌現(xiàn)。空間量子化意味著將城市空間劃分為精細(xì)的最小單元,實現(xiàn)資源的高效利用和精準(zhǔn)配置;虛實糾纏則是構(gòu)建數(shù)字孿生城市,實現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界的實時互動;智能涌現(xiàn)通過人工智能大模型等技術(shù),賦予城市自我感知、分析和決策的能力。
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成都正在從傳統(tǒng)的牛頓思維轉(zhuǎn)向量子思維。成都市政府高度重視量子科技發(fā)展,出臺了專項支持政策,設(shè)立了量子科技研發(fā)專項資金,形成了“政策+科研+產(chǎn)業(yè)”的協(xié)同創(chuàng)新模式。
02 成都的量子基礎(chǔ)在“芯、網(wǎng)、腦”三位一體
量子“芯”臟。電子科技大學(xué)與天府絳溪實驗室聯(lián)合研發(fā)的全球首個氮化鎵量子光源芯片,只有0.14平方毫米大小,卻被稱為量子互聯(lián)網(wǎng)的“心臟”。這顆微小的“心臟”,正為成都成為“量子成都”注入活力。這個芯片輸出波長范圍達到100納米,為量子互聯(lián)提供了重要硬件支持。與全球主流的硅基路線不同,四川團隊獨辟蹊徑,選擇氮化鎵這一創(chuàng)新賽道,實現(xiàn)了量子光源技術(shù)的重大突破。這項成果讓中國在量子信息硬件研發(fā)的細(xì)分方向上具有先發(fā)優(yōu)勢。
量子網(wǎng)絡(luò)。在量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上,2025年12月四川移動在成都、綿陽率先部署了通量一體的量子城域網(wǎng),并成功開通了全省首條量子加密專線。該網(wǎng)絡(luò)采用量子密鑰分發(fā)(QKD)與光傳送網(wǎng)絡(luò)(OTN)融合技術(shù),提升了密鑰分發(fā)效率。更令人振奮的是,天府絳溪實驗室聯(lián)合電子科技大學(xué)、中國電信四川公司等,啟動了覆蓋成都主城區(qū)的量子互聯(lián)示范網(wǎng)建設(shè)項目。該網(wǎng)絡(luò)計劃分階段部署量子節(jié)點,實現(xiàn)量子時鐘同步、糾纏分發(fā)等功能。預(yù)計2026年建成后將覆蓋整個主城區(qū),成為蓉城的量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
量子“大腦”。2025年12月,國家超級計算成都中心已成功部署了550量子比特的光量子計算機(玻色量子),實現(xiàn)了經(jīng)典計算與量子計算的“量超融合”,構(gòu)建了智能任務(wù)分配系統(tǒng)。經(jīng)典超算處理大規(guī)模數(shù)值計算,量子計算機專注于組合優(yōu)化、機器學(xué)習(xí)等特定問題,實現(xiàn)了計算資源的優(yōu)勢互補和高效利用,在材料研發(fā)、金融建模等領(lǐng)域展示了強大的計算能力。
03 產(chǎn)業(yè)生態(tài)實現(xiàn)從實驗到市場的跨越
成都中微達信科技有限公司推出的“岷江2.0”量子測控系統(tǒng),實現(xiàn)了可視化、零代碼、自動化標(biāo)定。該公司負(fù)責(zé)人形容他們的量子計算測控系統(tǒng)就像是“量子計算機的主板、鼠標(biāo)鍵盤和顯示器”。2025年一季度,該公司銷售額突破2000萬元,同比增長18.9%。其中,岷山系列量子計算測控系統(tǒng)已實現(xiàn)全國性布局,服務(wù)范圍覆蓋國內(nèi)絕大多數(shù)量子計算研究機構(gòu)和企業(yè)。成都本地供應(yīng)鏈的高度完善為量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅實基礎(chǔ)。在高新區(qū),5公里范圍內(nèi)即可解決配套需求的完善供應(yīng)鏈,國內(nèi)不少實驗室尋求基礎(chǔ)器件方案時,成都的企業(yè)已成為優(yōu)先選擇,正在催生量子產(chǎn)業(yè)集群的形成。
04 理想與挑戰(zhàn)并存的“量子成都”
盡管成都的量子科技發(fā)展取得了顯著進展,但與領(lǐng)先的量子城市相比,仍存在不小差距。在量子計算能力上,與上海、合肥等城市相比,成都的量子計算研發(fā)和應(yīng)用尚處于起步階段。在量子通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上,尚未形成覆蓋全城的量子通信網(wǎng)絡(luò),基礎(chǔ)設(shè)施有待完善。在數(shù)字孿生平臺建設(shè)方面,成都缺乏全面的城市數(shù)字孿生平臺,數(shù)據(jù)整合和智能化程度需提升。在應(yīng)用場景豐富度上,量子技術(shù)在城市治理和民生服務(wù)中的應(yīng)用場景有待拓展。成都與上海“量子城市”的差距,當(dāng)前主要體現(xiàn)在頂層設(shè)計的系統(tǒng)性、理論創(chuàng)新的前瞻性和治理范式的革命性上。上海是從城市哲學(xué)的高度進行整體重構(gòu),而成都的優(yōu)勢則在于扎實的技術(shù)積累和高效的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化能力。
05 堅持走成都特色的量子之路
對于成都而言,未來的機遇不在于簡單追隨概念,而在于如何立足自身強大的電子信息產(chǎn)業(yè)根基和“單點突破”的創(chuàng)新精神,將量子科技等前沿技術(shù)以更智慧、更人性化的方式,深度融入公園城市示范區(qū)、“智慧蓉城”等現(xiàn)有發(fā)展戰(zhàn)略中。天府絳溪實驗室量子互聯(lián)網(wǎng)前沿研究中心負(fù)責(zé)人指出,“量子互聯(lián)網(wǎng)就是在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上做加法,給人工智能加量子算力,給萬物互聯(lián)加信息安全和傳感精度。” 預(yù)計到2026年底,成都將建成一張用天府系列量子光源來連接的量子互聯(lián)示范網(wǎng),服務(wù)新一代信息技術(shù),服務(wù)人工智能算力需求。中國電信量子集團也提出在成都打造量子科技產(chǎn)業(yè)園的構(gòu)想,設(shè)立西部量子成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心,與地方共建量子計算中心和量子城域網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施,助力四川打造量子產(chǎn)業(yè)應(yīng)用高地。量子互聯(lián)示范網(wǎng)2026年建成后,成都主城區(qū)將實現(xiàn)量子節(jié)點間的糾纏分發(fā)和量子時鐘同步。而在國家超級計算成都中心,550量子比特的光量子計算機已開始嘗試解決交通優(yōu)化、能源管理等城市級復(fù)雜問題。
但我們也要清醒地認(rèn)識到,“量子成都”不是明天就能到達的終點。在量子計算能力、通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、數(shù)字孿生平臺和應(yīng)用場景豐富度等方面,成都仍需跨越諸多障礙。在“十五五”期間,我們必須加倍努力,盡快建成“量子成都”!(2026年1月2日)
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