2024年12月9日，美國(guó)谷歌公司在《自然》期刊發(fā)表了利用105比特超導(dǎo)量子處理器“垂柳”實(shí)現(xiàn)碼距最高為7的表面碼量子糾錯(cuò)。一周后的12月17日，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室105個(gè)量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之三號(hào)”成果也在arXiv上公布。“祖沖之三號(hào)”處理器各項(xiàng)性能指標(biāo)與“垂柳”處理器旗鼓相當(dāng)，這標(biāo)志著中美兩國(guó)在超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)研究上處于齊頭并進(jìn)的位置。很多人還不知道，“祖沖之三號(hào)”部分核心部件處理器是在濟(jì)南制備的。
濟(jì)南高新區(qū)舜華路上，量子產(chǎn)業(yè)就集聚在這里。從2010年起，濟(jì)南從零起步，十?dāng)?shù)年持續(xù)深耕量子產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)已在技術(shù)研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)制定三個(gè)維度實(shí)現(xiàn)量子通信、量子計(jì)算、量子精密測(cè)量全領(lǐng)域布局。根據(jù)規(guī)劃，2025年，濟(jì)南市量子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模力爭(zhēng)突破百億元，到2035年達(dá)到千億級(jí)規(guī)模。
向創(chuàng)新策源要?jiǎng)幽?/span>
全力爭(zhēng)取國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)
搶抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇，濟(jì)南積極探索聚力平臺(tái)、聚合人才、聚集產(chǎn)業(yè)、聚引投資“四聚”閉環(huán)良性發(fā)展新模式，全力支持量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
搶占未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機(jī)，需要通過(guò)頂層設(shè)計(jì)打造未來(lái)產(chǎn)業(yè)策源地。濟(jì)南將量子科技列入十大千億產(chǎn)業(yè)振興計(jì)劃，出臺(tái)《濟(jì)南量子信息科學(xué)中心建設(shè)發(fā)展規(guī)劃(2019-2025)》《濟(jì)南市關(guān)于加快建設(shè)量子信息大科學(xué)中心的若干政策措施》等支持政策和發(fā)展規(guī)劃，為量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展繪就“路線圖”和“施工表”。
目前，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室濟(jì)南基地落地，重點(diǎn)承接重大科學(xué)任務(wù)；國(guó)內(nèi)唯一、國(guó)際首個(gè)量子領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)獲批，深度參與量子技術(shù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，支撐山東成為世界量子信息標(biāo)準(zhǔn)化的核心陣地；工信部“國(guó)家5G應(yīng)用安全創(chuàng)新推廣中心”落地濟(jì)南，探索量子密鑰服務(wù)、量子密鑰加密帶寬服務(wù)的商業(yè)模式，推進(jìn)量子通信技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)生態(tài)穩(wěn)步形成。
“作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)，量子產(chǎn)業(yè)存在盈利周期長(zhǎng)、投資風(fēng)險(xiǎn)高等共性難題。十幾年來(lái)，濟(jì)南不斷優(yōu)化資源要素配置，從人才、項(xiàng)目、金融、載體、科普宣傳等多個(gè)維度發(fā)力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化和生態(tài)產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。”濟(jì)南量子研究院副院長(zhǎng)周飛介紹，得益于濟(jì)南市的持續(xù)深耕和國(guó)家級(jí)平臺(tái)的強(qiáng)力支撐，濟(jì)南的量子產(chǎn)業(yè)在眾多城市中脫穎而出。
整合資源、開放場(chǎng)景
原創(chuàng)性成果接連問(wèn)世
2024年年初，濟(jì)南舉辦第1期“泉城干部大學(xué)堂”專題講座，市領(lǐng)導(dǎo)以及各區(qū)縣(功能區(qū))、市直部門和重點(diǎn)企業(yè)主要負(fù)責(zé)同志悉數(shù)參加。此次“頭腦風(fēng)暴”邀請(qǐng)嘉賓之一是中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)潘建偉，主題就是量子科技。
2024年恰是濟(jì)南量子產(chǎn)業(yè)的“突破年”。此前的2022年，世界首顆量子微納衛(wèi)星發(fā)射升空，這顆衛(wèi)星命名為“濟(jì)南一號(hào)”；2023年，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室濟(jì)南基地正式落地，濟(jì)南市量子信息產(chǎn)業(yè)集群入選省級(jí)未來(lái)產(chǎn)業(yè)集群。
2024年，濟(jì)南充分發(fā)揮國(guó)家級(jí)平臺(tái)作用，大力推動(dòng)量子科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，幫助研發(fā)平臺(tái)對(duì)接資源、爭(zhēng)取項(xiàng)目，開放應(yīng)用場(chǎng)景；濟(jì)南高新區(qū)專門成立耐心資本，齊魯軟件園北側(cè)、2.63萬(wàn)平方米的濟(jì)南量子科學(xué)大廈啟用；新一批實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)建設(shè)，新一批優(yōu)秀量子技術(shù)人才向濟(jì)南集聚，科研團(tuán)隊(duì)增加至17個(gè)，研究領(lǐng)域進(jìn)一步拓展。
良好的產(chǎn)業(yè)氛圍讓人才心無(wú)旁騖做科研。研發(fā)團(tuán)隊(duì)完成1002公里光纖距離的量子密鑰分發(fā)，創(chuàng)造無(wú)中繼量子密鑰分發(fā)距離的世界紀(jì)錄；實(shí)現(xiàn)基于單光子干涉的遠(yuǎn)距離雙節(jié)點(diǎn)糾纏，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建國(guó)際首個(gè)城域三節(jié)點(diǎn)量子糾纏網(wǎng)絡(luò)；基于自主設(shè)計(jì)及成熟的微納工藝，在亞微米級(jí)絕緣體鈮酸鋰集成化平臺(tái)上首次實(shí)現(xiàn)低噪聲的單光子級(jí)量子頻率轉(zhuǎn)換……一批原創(chuàng)性成果接連問(wèn)世。
2024年還是量子標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)取得重大突破的一年。濟(jì)南量子技術(shù)研究院發(fā)揮全國(guó)量子計(jì)算與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(TC578)秘書處職能，推動(dòng)6項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)獲批立項(xiàng)；量子隨機(jī)數(shù)領(lǐng)域首個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)技術(shù)審查；參與并歸口管理的6項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)作為我國(guó)首批量子測(cè)量領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化方面，獲批承擔(dān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)量子技術(shù)聯(lián)合委員會(huì)(ISO/IECJTC3)國(guó)內(nèi)技術(shù)對(duì)口單位，助力濟(jì)南搶占量子標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。2024年，該院還成功中標(biāo)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局質(zhì)量強(qiáng)鏈重大標(biāo)志性項(xiàng)目，相關(guān)項(xiàng)目已順利通過(guò)驗(yàn)收。
十余年深耕
產(chǎn)業(yè)生態(tài)螺旋式上升
堅(jiān)持走“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”道路，濟(jì)南組建了全國(guó)首個(gè)“顆粒物光量子雷達(dá)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)”，基本實(shí)現(xiàn)主城區(qū)全覆蓋，監(jiān)管效能大大提高。一臺(tái)光量子雷達(dá)僅用5-8分鐘能捕捉半徑6公里內(nèi)的污染物，準(zhǔn)確率達(dá)95%。得益于濟(jì)南率先開放應(yīng)用場(chǎng)景，進(jìn)行批量示范，光量子雷達(dá)的研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)國(guó)耀量子將產(chǎn)品部署到全國(guó)各地。
幾天前，中國(guó)電信研究院聯(lián)合多個(gè)機(jī)構(gòu)，完成全球首個(gè)量子加密5G衛(wèi)星通信“兩星三網(wǎng)”融合試驗(yàn)。“這個(gè)實(shí)驗(yàn)預(yù)示著量子保密通信離走進(jìn)普通人的日常生活不遠(yuǎn)了。”周飛介紹，過(guò)去，量子保密通信要通過(guò)專用網(wǎng)，只能滿足少部分使用。“兩星三網(wǎng)”融合試驗(yàn)將“濟(jì)南一號(hào)”量子微納衛(wèi)星的密鑰分發(fā)到地面站，再應(yīng)用到量子密鑰手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)5G經(jīng)典通信的加密。
一只蝴蝶在亞馬遜雨林的一棵樹上振翅，可能會(huì)引發(fā)跨越大洋的風(fēng)暴。神秘的量子技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入大眾視野，賦能千行百業(yè)，濟(jì)南的量子產(chǎn)業(yè)還在螺旋式向上。
量子通信方面，濟(jì)南是量子保密通信“京滬干線”的重要節(jié)點(diǎn)城市，建設(shè)全球首套小型化量子衛(wèi)星地面站，串聯(lián)“墨子號(hào)”“京滬干線”“濟(jì)南一號(hào)”等重要基礎(chǔ)設(shè)施；率先實(shí)現(xiàn)電子政務(wù)外網(wǎng)認(rèn)證體系量子密碼增強(qiáng)認(rèn)證，率先完成國(guó)家、省、市、區(qū)、街道五級(jí)電子政務(wù)外網(wǎng)與量子通信網(wǎng)的跨網(wǎng)通信。基于量子通信技術(shù)的高等級(jí)安全通信系統(tǒng)多次為國(guó)家級(jí)重大活動(dòng)提供量子安全通信保障。
量子計(jì)算方面，前瞻布局“五代+”超導(dǎo)量子計(jì)算中央處理器研制平臺(tái)，引進(jìn)“九章”光量子計(jì)算機(jī)團(tuán)隊(duì)研發(fā)生產(chǎn)光量子計(jì)算機(jī)，填補(bǔ)我省在光量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的空白。開展量子教學(xué)設(shè)備在教育領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，與國(guó)內(nèi)20余所相關(guān)高校達(dá)成合作意向。
量子測(cè)量方面，量子雷達(dá)在全國(guó)22個(gè)省份，55個(gè)城市的180個(gè)點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、氣象等領(lǐng)域測(cè)試和應(yīng)用；落地了太赫茲安檢系統(tǒng)項(xiàng)目，推動(dòng)安檢設(shè)備在地鐵等安檢領(lǐng)域應(yīng)用。
目前，濟(jì)南在量子計(jì)算、量子通信、量子精密測(cè)量三大領(lǐng)域布局了從材料、器件、模塊、系統(tǒng)集成、應(yīng)用到標(biāo)準(zhǔn)制定的量子信息全產(chǎn)業(yè)鏈條；匯聚在量子通信領(lǐng)域以山東國(guó)盾為代表、在量子精密測(cè)量領(lǐng)域以山東國(guó)耀為代表、在量子計(jì)算領(lǐng)域以九章量子為代表的一批骨干企業(yè)。濟(jì)南量子通信試驗(yàn)網(wǎng)、濟(jì)南黨政機(jī)關(guān)量子通信專網(wǎng)、濟(jì)青干線、濟(jì)南一號(hào)、量子雷達(dá)顆粒物監(jiān)測(cè)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目成功入選全國(guó)量子領(lǐng)域科技成果轉(zhuǎn)化典范案例。
目前，濟(jì)南的量子產(chǎn)業(yè)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化和生態(tài)產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)，預(yù)計(jì)2025年，濟(jì)南量子產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的雙提升。(濟(jì)南日?qǐng)?bào)·愛(ài)濟(jì)南記者 韓霄鵬)
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