中关村论坛圆桌｜量子科技发展的机遇与挑战
量子科技是现代社会的基石，量子理论已有100多年的历史，它的发展引发了以半导体技术为代表的第一次量子**，当前量子信息技术成为全世界瞩目的新兴战略技术焦点，点燃了第二次量子**，可能对世界经济、社会进步和人类生活产生更为深刻的影响。
9月26日，在2021中关村论坛系列活动-量子科技发展与未来论坛上，清华大学教授、北京量子信息科学研究院科研副院长龙桂鲁，北京大学讲席教授、北京量子信息科学研究院王楠林，清华大学教授、北京量子信息科学研究院兼聘研究员尤力，北京量子信息科学研究院首席科学家袁之良围绕量子科技未来发展展开讨论，量子科技高速发展的今天，应该关注哪些重要的因素？应对哪些可能的挑战？如何培养量子科技人才？
量子科技前景广阔：量子通信产业化进程加速，量子计算更快更强
谈到量子科技未来发展，袁之良从量子保密通信角度做了预测，他表示，现在量子密钥基本进入产业化阶段，因此第一个里程碑进展就是产业化的进度，“现在量子密钥**基于光纤，它的一些易用性或者指标离应用还有点差距，所以在未来几年里面，基于光、量子芯片来进行量子密钥分发，这样可以使得量子密钥**更加便宜、易用。”
另外，未来随着国际量子通信标准的建立，不同厂家产品**兼容性会更好，可以互相通用，给用户提供更多选择。而通过用户教育和提取应用场景培育市场，五年内量子密钥市场会有很大发展。
在中长期的发展上，袁之良认为，目前量子密钥还是基于可信中继，未来会被无可信中继取代，“我们需要发展前沿的技术，这些技术需要不同的学科努力，包括材料、半导体、光学的努力，我们要形成无可信中继，从而实现长距离的量子保密通信。这些技术的发展，我们需要发展一些非常高**度的量子光源，朝高**性量子存储器发展，而这些存储器的发展对于量子计算也有帮助。”
龙桂鲁也表示，量子科技的颠覆性技术将会引领第二次量子**和第四次的工业**，带来算力的增加，通信的安全以及感知能力的跨越式提升，这些技术将被应用到信息安全、健康、环保等各个方面。
“未来量子通信在距离和速率上会继续不断的提高，在量子计算上，也将会有一些关键技术得以攻克。”龙桂鲁预测，五年内，超导量子比特能够达到一个毫秒，比现在提高一倍，比特数达到1000个比特，现在还没有超过100。另外，量子精密测量会进一步发展，在小型化、实用化方面有很大的进展。
尤力表示，量子测量方面在今后五年最突出的贡献可能是人观念上的改变，“我们以前说做量子科技，有些已经做了几十年了甚至更长久一点，大家做的这些东西可能并不是一定要基于它有用。我在学校里面工作，能发个非常好的文章对我来讲就成名了，现在有更多除了政府之外的局外人愿意进来，有很多基金、天使投资人都进来了。”
他认为，市场进入，最大的作用可以学以致用、研以致用，“要变得有利可图，能让市场决定的事情，让他们做，如果他们觉得无利可图，这个学科的发展也不是特别健康的。”
尤力称，量子计算是**工程，不是单一指标就能决定的，要真的做一些有用的工作，就需要整个**都非常好。在他看来，粒子**是现在最领先的**，是可*控的，接下来最有希望实现可*控的是原子**和光子**，“量子技术正变得有利可图。”
量子科技发展仍面临诸多挑战：人才整合挑战、学科挑战、技术挑战
不可否认的是，量子科技未来的发展仍面临诸多挑战。袁之良表示，面对挑战首先要做的就是把人的资源整合好，“量子科技是多学科的综合之后才产生合力推动电子科技发展的，电子科技本身需要材料、计算机或者软件等各个学科领域专家进行参与，涉及到不同资源整合的问题，因此科技发展需要大家把它变成同样的目标共同奋斗。”
第二是量子科技的研究要确定一个研究方向，从现有方案里提取出有价值的方案进行联合攻关。除此之外，人才储备也非常重要，在这方面北京有很大的优势。
王楠林也表示，如今量子科技人才培养需要打破院校小规模的PI制，大**集中不同的人在这方面作出贡献。
王楠林认为，量子科技发展的挑战分为学科方面的挑战和技术本身的挑战。在学科方面，量子科技本身是科学发展学科最前沿之一，里面还有很多的问题实际上没有解决，特别是量子多体的问题。“人们是从量子态或者量子物态原来的认识和理解变成主动的对量子态进行*控，但大多还是处于基础探索的阶段，在基础物理、前沿研究方面还有很多的工作要做。”
在技术方面，他表示，现在社会发展都处在链条里，做芯片涉及到大量的技术，其中也包括量子计算，就算做一个超导的量子计算，里面涉及到从材料最后要做成器件要有极低温的环境，有各种电子学的问题还有计算机的软硬件，这些都需要人才，任何一个链条出问题，都会很难往前推进，这在技术方面存在巨大的挑战。
基础研究至关重要：不要等什么都搞懂了再做这件事
基础研究应该是整个科学体系的源泉，也是所有技术问题的总的机关。王楠林表示，“与量子科技相关的基础研究就是对量子物态的调控，在量子物态调控方面应该是量子多体问题，过去几十年我们在这方面做了非常多的努力，这方面也包括高温超导体的机理问题，是有可能取得重要进展获得突破的。”另外，拓扑量子物态这个方面依然有可能有些新的现象或者效益能够被用起来。
尤力称，不应该等什么都搞懂了再去做这件事，很多研究更适合在大学实验室里做，因为大学不会因为实验没有结果背负资金困境、破产压力。在他看来，基础研究方面，大学可以将方向放在量子计算机的研究上，包括应用场景等前瞻性研究，“如果期待以后会有量子计算机，现在我们肯定得想它具体应用场景，它的理论基础，这些都提到量子态，你怎么*控它、产生它、保存它，怎么让它进行变快？”
人才储备需要更多支持，院校应培养交叉性人才
科技发展离不开人才的储备，尤力在量子科技人才储备上存在一些挑战，他表示，人才一方面是自己培养，但是量子院培养的很多人才，最终都出国了，且大多数不会再回到北京。第二就是挖人，但是同样面临全国各省市都在抢人才的问题，北京要想挖到人才，需要有好的配套政策。
尤力表示，目前国际形势下，“除了欧美强国的比如新西兰、丹麦这些我们都有很好的朋友，我们可以跟他们结成共同体，他们因为自身国家比较小，在这方面也没有很强的工业基础，他们可能更倾向于做基础性的，我们是不是可以合作，在现在国际形势下也可以做一些事情。”
龙桂鲁称，现在量子科学已经在很多高校开设二级学科，清华、北大等学校已经开始招生，北京量子信息科学研究院也在争取招收和培养研究生。在他看来，这是一件很重要的事情，“量子科技是一个交叉学科，需要各方面的支持，从现有体系来讲，有的体系上课多了，但还有一些课程没有，比如*作**网络经典通讯。我们并不需要像经典学科学得很深学得很多，我们需要一部分作为交叉学科，设立这样的专业以后，就可以针对这个量子信息培养这样的学生。”
另一方面，还要根据现有**针对性引入各方面的需求人才，比如对量子信息通讯来讲需要量子和光学的，需要通讯的和网络的。
除此之外，龙桂鲁还提到要改变培养人的观念，教育方面除了培养自己的人才以外，还要对其他的学科，比如说物理学、化学、经典通讯、经典计算等相关专业开一个科普性的课程，特别是介绍量子计算、量子编程。“一旦有了量子计算机以后，他们都是潜在的用户，他们学习这个课以后，他们就可以应用量子计算机。”
新京报贝壳财经记者 宋美璐 编辑 徐超 校对 陈荻雁
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