啟科:爭(zhēng)奪量子科技“世界高地”

李韻石

近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界對(duì)于量子科技的研究投入不斷加碼，這一前沿科技發(fā)展勢(shì)頭迅猛，在當(dāng)下數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代里正逐漸成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的又一重要引擎。10月中旬，《法人》記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，在量子信息領(lǐng)域，中國(guó)企業(yè)不僅正在大踏步前進(jìn)，而且在某些領(lǐng)域已經(jīng)可以與國(guó)際比肩。其中，位于北京中關(guān)村軟件園的國(guó)開啟科量子技術(shù)（北京）有限公司

（以下簡(jiǎn)稱“啟科量子”），因?qū)Ｗ⒂诹孔有畔⒓夹g(shù)產(chǎn)品而名聲鵲起。

三個(gè)“老男孩”開啟“量子未來”

啟科量子起步于2019年，是一家成立不到3年的年輕公司。其是國(guó)內(nèi)少有的兼具量子計(jì)算和量子通信研發(fā)能力的企業(yè)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)包括50多位科學(xué)家和資深工程師。其核心研發(fā)人員擁有豐富海外從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)期在世界一流量子科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)任職，始終保持與國(guó)際先進(jìn)水平同步。

“年輕而穩(wěn)健”，是啟科量子董事長(zhǎng)李楊對(duì)團(tuán)隊(duì)的概括性描述。在他看來，啟科量子既充滿年輕人的朝氣和沖勁兒，也具備“資深劍客”的沉穩(wěn)。

“我們正在全力研發(fā)國(guó)內(nèi)首個(gè)工程化離子阱量子計(jì)算機(jī)，將于半年內(nèi)面世。兩年后，我們將推出分布式可擴(kuò)展離子阱量子計(jì)算機(jī)，未來中國(guó)離子阱量子計(jì)算將提升至全球先進(jìn)水平。”10月21日，李楊接受記者采訪時(shí)顯得躊躇滿志。

2017年，在美國(guó)打拼的李楊40歲出頭，與同齡人陳柳平和羅樂，共同懷揣著“世界量子科技要有中國(guó)一席之地”的目標(biāo)，義無反顧回國(guó)創(chuàng)業(yè)。2019年，啟科量子在北京成立。公司創(chuàng)立初期，很多局外人對(duì)啟科量子的未來充滿質(zhì)疑，但外人并不清楚，李楊和他的創(chuàng)業(yè)伙伴們個(gè)個(gè)都是量子界的“大咖”。有著不一樣的量子基因與技術(shù)底蘊(yùn)。

啟科量子聯(lián)合創(chuàng)始人、首席產(chǎn)品官陳柳平作為量子通信專家，在量子計(jì)算領(lǐng)域擁有長(zhǎng)達(dá)20年的豐富科研及工程經(jīng)驗(yàn)。他曾長(zhǎng)期擔(dān)任美國(guó)MagiQ公司總工程師一職，并帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)于2003年推出了第一代商業(yè)化量子通信系統(tǒng)

“Navajo”，這也是全球第一套商業(yè)化量子通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了世界首次單向量子通信系統(tǒng)使用“波分復(fù)用”傳輸量子和數(shù)據(jù)信號(hào)。

另一位聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)官羅樂是一位資深量子計(jì)算專家，曾任美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究院聯(lián)合量子研究所研究科學(xué)家。2009年，他提出全球首個(gè)可擴(kuò)展原子-光子量子網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并在2012年研發(fā)出世界第一個(gè)基于半導(dǎo)體芯片工藝的離子阱量子計(jì)算芯片。在該芯片上，實(shí)現(xiàn)了全球首次離子囚禁和量子測(cè)控。

啟科量子合伙人、副總裁韓琢是一位資深量子計(jì)算應(yīng)用專家，2012年在加拿大聯(lián)合創(chuàng)立了世界第一家量子計(jì)算軟件公司1QBit，深耕金融、生物制藥、材料等領(lǐng)域，引領(lǐng)了全球量子計(jì)算應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展。

對(duì)于如此“硬核”的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，李楊對(duì)記者表示，團(tuán)隊(duì)擁有的專家在全球頂級(jí)量子信息處理技術(shù)領(lǐng)域有著20多年的研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，“我們致力于快速轉(zhuǎn)化技術(shù)成果，以縮小和美國(guó)的差距，向世界領(lǐng)先水平邁進(jìn)。”

數(shù)字時(shí)代為啟科量子帶來機(jī)遇

“十四五”規(guī)劃提出，要瞄準(zhǔn)量子信息等前沿領(lǐng)域?qū)嵤┮慌哂星罢靶浴?zhàn)略性的國(guó)家重大科技項(xiàng)目，并且“加快布局量子計(jì)算、量子通信等前沿技術(shù)”。北京、上海、廣東、安徽等多個(gè)省市的新基建政策及“十四五”規(guī)劃中也不乏對(duì)量子科技的細(xì)化部署。

在此背景下，海量數(shù)據(jù)處理和信息安全保障是各行各業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。根據(jù)IBM研究顯示，人類文明獲得的全部數(shù)據(jù)中，90%的數(shù)據(jù)是在過去兩年內(nèi)產(chǎn)生的。到2025年，全球數(shù)據(jù)規(guī)模將超過2016年的10倍。也就是說，每一天，全世界都會(huì)上傳超過5億張圖片，每分鐘就有20小時(shí)時(shí)長(zhǎng)的視頻被分享。

面對(duì)數(shù)字鴻海，量子信息技術(shù)的發(fā)展將對(duì)信息安全及算力提升帶來革命性影響，具有重大意義和戰(zhàn)略價(jià)值，是一項(xiàng)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)體系產(chǎn)生沖擊、進(jìn)行重構(gòu)的重大顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向。

“在這個(gè)數(shù)據(jù)為先的時(shí)代，計(jì)算能力代表著效率，你的計(jì)算力比他國(guó)快1秒，就代表你比他國(guó)的技術(shù)領(lǐng)先一個(gè)層次。然而，在數(shù)據(jù)規(guī)模以每?jī)赡攴环脑鲩L(zhǎng)態(tài)勢(shì)下，經(jīng)典計(jì)算已經(jīng)限制了人工智能及大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展的需求，且會(huì)加大能源消耗，未來量子計(jì)算機(jī)則會(huì)很好地解決這些問題。”李楊告訴記者，“現(xiàn)階段專用型量子計(jì)算機(jī)將會(huì)在某些重要領(lǐng)域出現(xiàn)一些革命性應(yīng)用，未來通用量子計(jì)算機(jī)將會(huì)取代經(jīng)典計(jì)算機(jī)，成為人類歷史上最重要的創(chuàng)新成果。”

據(jù)介紹，已證明尚處于初級(jí)階段的量子計(jì)算機(jī)在特定問題上的計(jì)算效率比現(xiàn)有超級(jí)計(jì)算機(jī)快百億倍，未來量子計(jì)算機(jī)能輕易破譯現(xiàn)有公鑰密碼體系。基于此，目前全球主要國(guó)家均在信息安全領(lǐng)域加大投入，采取量子密鑰分發(fā)及抗量子算法等有效措施積極應(yīng)對(duì)。

以全球排名第二的超級(jí)計(jì)算機(jī)美國(guó)最新一代超級(jí)計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”（Summit）為例，它的浮點(diǎn)運(yùn)算速度峰值達(dá)每秒20億億次，算力超過我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”60%。但“頂點(diǎn)”運(yùn)算一萬(wàn)年才可解決的問題，53個(gè)比特的量子計(jì)算機(jī)僅需200秒即可解決。啟科量子正在研發(fā)中的“AbaQ”分布式離子阱量子計(jì)算機(jī)，設(shè)計(jì)指標(biāo)可達(dá)到100個(gè)可操控量子比特以上，量子體積將達(dá)到億級(jí)。未來，該系列量子計(jì)算機(jī)可以在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、新興產(chǎn)業(yè)培育、國(guó)防和科技發(fā)展等諸多重要領(lǐng)域發(fā)揮作用，推動(dòng)信息技術(shù)演進(jìn)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，并極大降低經(jīng)典計(jì)算產(chǎn)生的巨大能源消耗，助力達(dá)成國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)。

除了增加算力和降低能耗之外，確保數(shù)據(jù)安全也是量子信息技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)。李楊告訴記者，

“量子通信技術(shù)利用其不可破解、不可復(fù)制、可實(shí)時(shí)察覺監(jiān)聽等物理特性，對(duì)重要信息進(jìn)行保密處理，可讓竊聽無處遁形，極大地改善了傳統(tǒng)保密通信的傳輸安全問題。目前，啟科量子的量子通信產(chǎn)品及解決方案已在多地政務(wù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)布局。

人才短缺已是全球性難題

作為國(guó)內(nèi)兼具量子通信及量子計(jì)算核心技術(shù)的高科技企業(yè)，啟科量子目前自主研發(fā)的量子通信產(chǎn)品系列、量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)品系列、量子安全云、離子阱量子計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算軟件都具有特色及優(yōu)勢(shì)。

“量子技術(shù)研發(fā)投入很高，公司發(fā)展需要政府更多支持和秉持長(zhǎng)期資本推動(dòng)，以保證在該領(lǐng)域持續(xù)保持領(lǐng)先。”李楊介紹，“與國(guó)際同行相比，我們目前所獲得的支持和資本投入相對(duì)有限。”

其實(shí)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家很早就在量子領(lǐng)域增加了投入。日本2013年計(jì)劃在10年內(nèi)投入400億日元研發(fā)量子信息技術(shù);英國(guó)2014年設(shè)立“國(guó)家量子技術(shù)計(jì)劃”，每年投資2.7億英鎊用于建立量子通信、傳感、成像和計(jì)算四大研發(fā)中心;歐盟2016年宣布了為期10年，耗資10億歐元的“量子技術(shù)旗艦計(jì)劃”。作為全球量子技術(shù)領(lǐng)先者的美國(guó)，近十年

來每年投入約兩億美元用于各細(xì)分領(lǐng)域的研究，2018年還計(jì)劃在10年內(nèi)撥款12.75億美元全力推動(dòng)量子科學(xué)發(fā)展。同年，美國(guó)發(fā)布了《國(guó)家量子促進(jìn)法案》。2019年美國(guó)在《未來工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，將量子信息技術(shù)定義為主導(dǎo)科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的四大基礎(chǔ)設(shè)施之一。根據(jù)波士頓咨詢發(fā)布的報(bào)告預(yù)測(cè)，到2035年歐美量子計(jì)算應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到600億美元，隨后暴漲到2050年的2950億美元。

除了資金投入之外，啟科量子的第二個(gè)挑戰(zhàn)就是人才的需求。據(jù)記者了解，量子領(lǐng)域人才短缺已是全球性問題。美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)（NSTC）發(fā)布的《國(guó)際人才在量子信息科學(xué)中的作用》報(bào)告認(rèn)為，美國(guó)QIST（量子信息科學(xué)與技術(shù)）的工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府都面臨人才短缺的問題。

對(duì)此，李楊表示，目前而言，中國(guó)量子信息技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化尚處于初步階段，各方面都需要共同發(fā)力。啟科量子將持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)品的研發(fā)、迭代及商業(yè)化落地，并建立起通信與計(jì)算相結(jié)合的第三代量子網(wǎng)絡(luò)，即以連接量子計(jì)算機(jī)為核心的量子互聯(lián)網(wǎng)，從而讓數(shù)據(jù)更安全、計(jì)算更高效。

國(guó)家層面，李楊希望能夠加大量子技術(shù)人才培養(yǎng)力度，借助大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)的綜合優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步發(fā)揮高科技企業(yè)的創(chuàng)新活力，不斷培養(yǎng)符合未來國(guó)家需要的技術(shù)型人才。“只有產(chǎn)、學(xué)、研有效結(jié)合，才能讓中國(guó)量子技術(shù)真正在國(guó)際上擁有一席之地。”李揚(yáng)說。

（責(zé)編 王茜 美編 趙佳）