2024年12月9日，美國谷歌公司在《自然》期刊發(fā)表了利用105比特超導量子處理器“垂柳”實現(xiàn)碼距最高為7的表面碼量子糾錯。一周后的12月17日，國家實驗室105個量子比特的超導量子計算機“祖沖之三號”成果也在arXiv上公布。“祖沖之三號”處理器各項性能指標與“垂柳”處理器旗鼓相當，這標志著中美兩國在超導量子計算機研究上處于齊頭并進的位置。很多人還不知道，“祖沖之三號”部分核心部件處理器是在濟南制備的。
濟南高新區(qū)舜華路上，量子產(chǎn)業(yè)就集聚在這里。從2010年起，濟南從零起步，十數(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、標準制定三個維度實現(xiàn)量子通信、量子計算、量子精密測量全領(lǐng)域布局。根據(jù)規(guī)劃，2025年，濟南市量子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模力爭突破百億元，到2035年達到千億級規(guī)模。
向創(chuàng)新策源要動能
全力爭取國家級創(chuàng)新平臺
搶抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機遇，濟南積極探索聚力平臺、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。
搶占未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機，需要通過頂層設(shè)計打造未來產(chǎn)業(yè)策源地。濟南將量子科技列入十大千億產(chǎn)業(yè)振興計劃，出臺《濟南量子信息科學中心建設(shè)發(fā)展規(guī)劃(2019-2025)》《濟南市關(guān)于加快建設(shè)量子信息大科學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，國家實驗室濟南基地落地，重點承接重大科學任務(wù)；國內(nèi)唯一、國際首個量子領(lǐng)域標準化技術(shù)委員會獲批，深度參與量子技術(shù)國際標準化工作，支撐山東成為世界量子信息標準化的核心陣地；工信部“國家5G應(yīng)用安全創(chuàng)新推廣中心”落地濟南，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。
“作為未來產(chǎn)業(yè)，量子產(chǎn)業(yè)存在盈利周期長、投資風險高等共性難題。十幾年來，濟南不斷優(yōu)化資源要素配置，從人才、項目、金融、載體、科普宣傳等多個維度發(fā)力，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化和生態(tài)產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。”濟南量子研究院副院長周飛介紹，得益于濟南市的持續(xù)深耕和國家級平臺的強力支撐，濟南的量子產(chǎn)業(yè)在眾多城市中脫穎而出。
整合資源、開放場景
原創(chuàng)性成果接連問世
2024年年初，濟南舉辦第1期“泉城干部大學堂”專題講座，市領(lǐng)導以及各區(qū)縣(功能區(qū))、市直部門和重點企業(yè)主要負責同志悉數(shù)參加。此次“頭腦風暴”邀請嘉賓之一是中國科學院院士、中國科學技術(shù)大學常務(wù)副校長潘建偉，主題就是量子科技。
2024年恰是濟南量子產(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“濟南一號”；2023年，國家實驗室濟南基地正式落地，濟南市量子信息產(chǎn)業(yè)集群入選省級未來產(chǎn)業(yè)集群。
2024年，濟南充分發(fā)揮國家級平臺作用，大力推動量子科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，幫助研發(fā)平臺對接資源、爭取項目，開放應(yīng)用場景；濟南高新區(qū)專門成立耐心資本，齊魯軟件園北側(cè)、2.63萬平方米的濟南量子科學大廈啟用；新一批實驗室陸續(xù)建設(shè)，新一批優(yōu)秀量子技術(shù)人才向濟南集聚，科研團隊增加至17個，研究領(lǐng)域進一步拓展。
良好的產(chǎn)業(yè)氛圍讓人才心無旁騖做科研。研發(fā)團隊完成1002公里光纖距離的量子密鑰分發(fā)，創(chuàng)造無中繼量子密鑰分發(fā)距離的世界紀錄；實現(xiàn)基于單光子干涉的遠距離雙節(jié)點糾纏，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建國際首個城域三節(jié)點量子糾纏網(wǎng)絡(luò)；基于自主設(shè)計及成熟的微納工藝，在亞微米級絕緣體鈮酸鋰集成化平臺上首次實現(xiàn)低噪聲的單光子級量子頻率轉(zhuǎn)換……一批原創(chuàng)性成果接連問世。
2024年還是量子標準建設(shè)取得重大突破的一年。濟南量子技術(shù)研究院發(fā)揮全國量子計算與測量標準化技術(shù)委員會(TC578)秘書處職能，推動6項國家標準獲批立項；量子隨機數(shù)領(lǐng)域首個國家標準通過技術(shù)審查；參與并歸口管理的6項國家標準作為我國首批量子測量領(lǐng)域國家標準正式發(fā)布。在國際標準化方面，獲批承擔國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)量子技術(shù)聯(lián)合委員會(ISO/IECJTC3)國內(nèi)技術(shù)對口單位，助力濟南搶占量子標準的國際話語權(quán)。2024年，該院還成功中標國家市場監(jiān)督管理總局質(zhì)量強鏈重大標志性項目，相關(guān)項目已順利通過驗收。
十余年深耕
產(chǎn)業(yè)生態(tài)螺旋式上升
堅持走“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”道路，濟南組建了全國首個“顆粒物光量子雷達監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)”，基本實現(xiàn)主城區(qū)全覆蓋，監(jiān)管效能大大提高。一臺光量子雷達僅用5-8分鐘能捕捉半徑6公里內(nèi)的污染物，準確率達95%。得益于濟南率先開放應(yīng)用場景，進行批量示范，光量子雷達的研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)國耀量子將產(chǎn)品部署到全國各地。
幾天前，中國電信研究院聯(lián)合多個機構(gòu)，完成全球首個量子加密5G衛(wèi)星通信“兩星三網(wǎng)”融合試驗。“這個實驗預(yù)示著量子保密通信離走進普通人的日常生活不遠了。”周飛介紹，過去，量子保密通信要通過專用網(wǎng)，只能滿足少部分使用。“兩星三網(wǎng)”融合試驗將“濟南一號”量子微納衛(wèi)星的密鑰分發(fā)到地面站，再應(yīng)用到量子密鑰手機上，實現(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，可能會引發(fā)跨越大洋的風暴。神秘的量子技術(shù)走出實驗室，進入大眾視野，賦能千行百業(yè)，濟南的量子產(chǎn)業(yè)還在螺旋式向上。
量子通信方面，濟南是量子保密通信“京滬干線”的重要節(jié)點城市，建設(shè)全球首套小型化量子衛(wèi)星地面站，串聯(lián)“墨子號”“京滬干線”“濟南一號”等重要基礎(chǔ)設(shè)施；率先實現(xiàn)電子政務(wù)外網(wǎng)認證體系量子密碼增強認證，率先完成國家、省、市、區(qū)、街道五級電子政務(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)的高等級安全通信系統(tǒng)多次為國家級重大活動提供量子安全通信保障。
量子計算方面，前瞻布局“五代+”超導量子計算中央處理器研制平臺，引進“九章”光量子計算機團隊研發(fā)生產(chǎn)光量子計算機，填補我省在光量子計算產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的空白。開展量子教學設(shè)備在教育領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，與國內(nèi)20余所相關(guān)高校達成合作意向。
量子測量方面，量子雷達在全國22個省份，55個城市的180個點位，實現(xiàn)了環(huán)保、氣象等領(lǐng)域測試和應(yīng)用；落地了太赫茲安檢系統(tǒng)項目，推動安檢設(shè)備在地鐵等安檢領(lǐng)域應(yīng)用。
目前，濟南在量子計算、量子通信、量子精密測量三大領(lǐng)域布局了從材料、器件、模塊、系統(tǒng)集成、應(yīng)用到標準制定的量子信息全產(chǎn)業(yè)鏈條；匯聚在量子通信領(lǐng)域以山東國盾為代表、在量子精密測量領(lǐng)域以山東國耀為代表、在量子計算領(lǐng)域以九章量子為代表的一批骨干企業(yè)。濟南量子通信試驗網(wǎng)、濟南黨政機關(guān)量子通信專網(wǎng)、濟青干線、濟南一號、量子雷達顆粒物監(jiān)測網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)化項目成功入選全國量子領(lǐng)域科技成果轉(zhuǎn)化典范案例。
目前，濟南的量子產(chǎn)業(yè)已實現(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2025年，濟南量子產(chǎn)業(yè)將迎來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的雙提升。(濟南日報·愛濟南記者 韓霄鵬)
來源：濟南日報·愛濟南
