北京打造量子科技產業高地,創新與孵化協同發展

在全球科技競爭日益激烈的當下,量子科技作為前沿領域備受矚目。北京憑藉雄厚的科技實力和創新資源,在量子科技領域持續發力,取得了一系列令人矚目的成果。

近日,新京報貝殼財經記者在「新質生產力看北京」主題活動中,走進北京量子信息科學研究院(以下簡稱「北京量子院」)及北京玻色量子科技有限公司(以下簡稱「玻色量子」),深入瞭解北京在量子科技領域的前沿探索、創新成果以及產業建設情況。

微型芯片原子鐘:時間安全的守護者

走進北京量子院展廳,一塊體積小巧至只有15立方釐米的微型芯片原子鐘出現在眼前。

北京量子院精密測量團隊副研究員魏小剛告訴貝殼財經記者,當前通信技術正從5G邁向6G,這對標準時間頻率的準確性和穩定性提出了更高要求。這意味著,傳統的晶振由於其自身性能的局限性,已無法滿足這些條件。

貝殼財經記者瞭解到,由北京量子院楊仁福團隊研發的微型芯片原子鐘,能夠提供更高穩定性以及高精度的時間頻率標準,「日常生活中,家庭時鍾使用的是傳統晶振,一天左右的時間就會出現約一秒的誤差,而我們團隊研發的微型芯片原子鐘,十萬年也不會差錯一秒」,魏小剛告訴記者。

微型芯片原子鐘國內外對比,右側原子鐘為北京量子院研發 圖/韋保雅攝 微型芯片原子鐘國內外對比,右側原子鐘為北京量子院研發 圖/韋保雅攝

「高精度時間是一種戰略資源,我們國家的高速通信網絡、高壓輸電網絡、交通運輸網絡、金融交易網絡等,都需要安全準確的時間來保障。比如在金融領域,股票交易和國際結算實時進行,資金流轉巨大,需要準確的時間戳來記錄,以保障在股票波動、彙率變化過程中快速安全地完成交易。」魏小剛表示。

魏小剛還舉例,在無人駕駛領域,精準的時間能夠提升慣性導航系統的精度,汽車搭載微型芯片原子鐘,可在無衛星導航信號情況下實現自主導航,減少因時間誤差引發的自動駕駛事故。

數據顯示,這塊由北京量子院研發的微型原子鐘,在頻率準確度、頻率穩定度及相位噪聲等關鍵指標上,均超過了美國的同類產品。目前,北京量子院已落地成立相關公司,進行產業化和工程化推廣,以拓展該產品在通信、電力、交通、航天等領域的應用。

貝殼財經記者瞭解到,自2017年12月成立以來,北京量子院按照量子科技創新與產業促進雙輪驅動的部署,暢通基礎研究與產業發展相融合,從推進重點行業應用、組建中關村量子信息產業聯盟兩方面,不斷為量子技術的成果轉化與產業發展夯實基礎。

相干光量子計算:金融、電力等多領域的強大助手

近年來,北京量子技術多項研究成果已走出實驗室,正式落地商用。今年4月,北京玻色量子科技有限公司發佈了550計算量子比特的相干光量子計算機,引發行業廣泛關注。新京報貝殼財經記者瞭解到,該相干光量子計算機具備算力強、設備體積小,可在室溫下運行等優勢,並已實現了商業化真機銷售。

玻色量子創始人文凱博士透露,未來一年內,玻色量子的相干光量子計算機有望突破1000量子比特,將給各行各業帶來更多應用場景,「以藥物篩選為例,量子比特數規模限制了可篩選的化合物的規模,而上千量子比特的真機能夠實現從驗證小模型到實際實用場景的跨越發展,除了藥物篩選外,後續還能應用於結構預測、分子動力學等計算場景。」

目前,玻色量子已與合作夥伴共同面向AI、通信、金融、交通、製藥、能源等多個領域開展了場景驗證和應用探索。

「在金融領域,玻色量子已經與平安銀行、華夏銀行等多家銀行客戶合作,開展了金融反欺詐、信用評估、投資優化組合等場景的真機驗證,相關算法也在與合作夥伴展開協作研究。」文凱介紹。

貝殼財經記者瞭解到,在金融反欺詐方面,當前傳統算法難以應對大數據和複雜網絡分析的需求,但量子計算可以為金融機構提供高效、精準的風險管理工具,憑藉量子計算在求解速度和求解精度上的優勢,可大幅提升金融安全水平。

在電力領域,文凱介紹,電力行業中的負載均衡至關重要,發電功率與用電功率須實時匹配,因此,如何為電力行業提供組合優化方案,需要更高效的算力參與,「在量子計算下,僅需幾毫秒即可求得全局最優解,是經典算法十分之一的時間甚至更短,目前成果可用於虛擬電廠等場景,未來計算規模持續提升後,量子計算的優勢將更加顯著。」

公開資料顯示,今年9月,玻色量子已完成數億元A輪融資,是成立3年多以來完成的第五輪融資,該融資將繼續用於相干光量子計算機的研發和生產、「量子計算+」生態建設以及通用光量子計算機技術的研發與佈局。

北京量子科技產業生態:創新與孵化協同發展

去年,《北京市促進未來產業創新發展實施方案》發佈,該方案面向未來信息、未來健康、未來製造、未來能源、未來材料、未來空間等六大領域20個細分產業方向,打造未來產業策源高地。在未來信息領域,量子信息作為細分產業被提及。

今年10月26日,北京市首屆量子信息技術創新大會在中關村國家自主創新示範區展示中心舉辦。大會上,中關村(海澱)量子科技未來產業園和中關村量子科技孵化器正式揭牌,這也是全國首家量子孵化器。

新京報貝殼財經記者瞭解到,中關村(海澱)量子科技未來產業園瞄準世界量子物理與量子信息學前沿和國家在量子信息技術的戰略定位,重點聚焦量子計算、量子通信與量子精密測量三大領域,充分發揮海澱區的教育、科技、人才突出優勢,通過項目孵化、加速、投資、產業化等系列服務,推動基礎研究、成果轉化、行業應用等環節的有機銜接。

孵化器則圍繞量子科技產業生態鏈,服務包括量子計算、量子通信、量子精密測量等方向的創業團隊和企業,提供超前孵化、深度孵化服務,為具有商業化前景的量子技術團隊配備資金、人才、技術、產業資源等要素,打造量子科技創業項目。

孵化器和產業園由市科委、中關村管委會和海澱區共同支持成立,標誌著北京市在推動量子信息技術產業化進程中邁出了堅實的一步。

「在全國量子科技研方面,北京是人才最集中的地方。」北京量子院執行院長常凱告訴記者,北京量子院作為中樞節點,致力於統籌分散在各個大學、科研院所和單位里的人才和力量,共同為國家的量子科技發展做一些「驚天動地」的大事。

市科委、中關村管委會相關負責人表示,北京將充分發揮創新資源集聚優勢,著眼量子領域全球創新前沿,瞄準科技攻關、成果轉化、示範應用、生態培育四大關鍵點發力,增強量子技術產業發展的體系化能力,推動北京率先建成國家量子科技與產業高地。

新京報貝殼財經記者韋保雅

編輯 陳莉

校對 柳寶慶