世界上首颗量子科学实验卫星“墨子号”顺利升空、我国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上线运行……近年来，国内量子科技产业化步伐加速，相关科技成果也在不断进入大众视野。今年的《政府工作报告》中提出，要制定未来产业发展规划，开辟量子技术、生命科学等新赛道。
量子科技产业主要分为量子计算、量子通信和量子传感/量子精密测量三大技术领域。其中，量子计算代表的正是颠覆性的计算能力，能解决传统计算机无法解决的复杂问题，因此也成为了各国争相追逐的“热点”之一。
在四川成都，量子计算也多有布局。2022年，成都市出台的《成都市“十四五”数字经济发展规划》中多处提到量子计算，强调要围绕量子软件算法、量子精密测量、量子云计算等细分领域和关键技术，进行链条式创新和技术突破，打造成都量子细分领域的后发优势。
近日，红星新闻记者来到位于成都高新区的成都中微达信科技有限公司（以下简称“中微达信”），实地探访这家成都本土量子计算企业如何进行创新研发国内首批量子计算测控系统，并持续推进千比特低温量子测控阵列芯片产业化。
▲成都中微达信科技有限公司量子计算，超越0和1
未来可应用于航空、人工智能等行业
人工智能等数字化、智能化行业飞速发展，对算力的需求也与日俱增。作为数字经济的核心，算力正逐渐成为制约行业水平的重要因素之一。量子计算具备强大的计算能力，有望进一步缓解算力瓶颈。
“量子计算可以理解为一种新型计算模式，与经典计算模式完全不同。”中微达信总工程师林海川解释道，“经典计算使用二进制的方式进行运算，使用0和1组合成复杂逻辑实现路径。而量子计算则借助量子力学的叠加特性，不仅包含0和1，还包含0和1同时存在的叠加态，这就使得其能在特定情况下以指数级别提高数据处理速度。”
走进中微达信，只见展厅里堆叠着二三十个蓝色的长方形“箱子”，这就是中微达信自主研发的最新一代可支持千比特的量子计算测控系统。
林海川打了一个比方，“测控系统可以理解为经典计算机的主板，是量子计算机的核心组成部分。依托测控系统，科学家们可以对微观世界的‘量子比特’进行操纵测量，再用人类能够理解的手段进行读取，这就搭建了宏观经典到微观量子世界的‘桥梁’。”
▲常温测控系统及组件量子计算是否距离我们的生活很遥远？林海川告诉记者，未来，量子计算能够在交通物流、航空、气象、人工智能等高算力需求行业得到应用。“例如，在医药领域，药品的实验周期很长，临床需要3-10年，如果将量子计算与药物研发相结合，就能大大提高医药研发的效率和精度，更快地寻找到靶点。”
如何将“箱子”实现为芯片？
测控系统和核心芯片做到完全自主可控
作为上游企业，中微达信的量子测控技术涉及到低温测控、常温测控两大技术路线，目前企业从量子测控系统到核心芯片进行打穿式布局，做到完全自主可控。“经过持续研发积累，中微达信在千比特测控领域形成了成熟的技术和产品，性能指标达到国际先进水平。”中微达信对外关系部部长李芮告诉记者，“未来，这一新型‘计算机’走入通用型量子计算时代，能在经典密码破解、大数据搜索、人工智能等方面发挥巨大作用。”
这一过程中遇到的重大挑战之一，就是如何实现量子计算测控系统与稀释制冷机内工作的量子计算芯片之间的大规模互连并保障稳定工作。
“一个蓝色的长方形‘箱子’代表着量子计算测控系统的某一功能，随着量子比特数量的增加，需要的蓝色‘箱子’越来越多，这对测控的成本、体积、功耗及综合电性能提出更高的要求，因此我们就需要将蓝色‘箱子’做成芯片的形式。”李芮告诉记者。
同时，由于量子计算中叠加和纠缠的状态极容易受到外界环境的影响，需要低温、高真空等环境系统支持。
“当我们将量子计算测控芯片放进量子计算机的环境支撑系统后，就能距离量子计算机的‘心脏’越来越近。”为此，这一成都本土团队在国内率先开展低温量子计算测控芯片技术研究，目前已完成数十款低温测控核心芯片的设计、流片和测试验证，不断推进千比特低温量子测控阵列芯片产业化，研发的系列低温低噪声放大器已实现进口替代。
▲低温测控芯片及低温低噪声放大器
中微达信对量子科技产业的布局还不止于此。据了解，目前该企业在国际上率先致力量子测量器件——芯片级分子时钟的产业化，“作为一种全新的高精度时间频率测量产品，芯片级分子时钟具有高性价比、功耗低、体积小、稳定度高等特点。”李芮介绍，芯片级分子时钟实现了全球首创，这一产品应用场景广阔，可适用于国防科技、航空航天、卫星导航、通信、能源网等领域。
人才和政策
企业：量子计算技术在蓉应用前景良好
有专家提出，未来十年将是量子计算技术进步、商用水平提升及产业合作格局进一步完善的重要阶段。
在李芮看来，发展量子科技产业，成都在产业招引、产业培训、科技创新和人才激励等方面出台了一系列完备的政策。“在科研方面，成都有电子科技大学、四川大学等多所高校，还有西南技术物理研究所、中科院光电所等科研院所。在生物医药、航空航天等领域，成都近年来发展迅猛，具备良好的量子计算技术应用前景。”
此外，成都的电子信息产业还具备独特优势，“成都在电子器件产业配套上已发展得较为成熟，作为本土企业，我们抓住基础性的测控系统硬件，切入量子计算这一新型赛道。”李芮介绍，目前中微达信已经为国内顶尖科研院所、高校和量子计算公司提供了量产的整体解决方案。
布局量子科技产业，未来，成都还可以在哪些方向发力？李芮提到了几个关键词：人才、政策。
“目前我们的团队不少人才都具有物理学和电子学的交叉背景，能够从底层理解物理系统的需求，但这样的人才是可遇不可求的。”李芮表示，“我们也有一些期待，比如企业可以与高校开创联合性、针对性的培养。同时，我们建议打造成都本土的‘量子大厦’，将上下游企业招引到成都来，实现‘上下楼就是上下游’，形成量子科技产业集群效应。”
在政策方面，她还建议，成都可以出台更有针对性的人才引进政策，吸引国内外量子科技领域的领军人物和优秀科研团队来川发展，“同时，作为科技企业，我们也期待成都能够在概念验证中心、中试平台、应用场景方面有更多的政策倾斜和支持，从而加快推动关键核心技术攻关和相关成果转化。”
红星新闻记者 吕佳羽 图片由受访单位提供
编辑' 于曼歌
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