中經聯(lián)播7月12日北京訊（張力 陳一夫 崔威漢）從理論實驗室到產業(yè)應用場，中國量子科技正以多點突破之勢，重塑全球量子競爭格局。
今年是量子力學誕生100周年。聯(lián)合國教科文組織將2025年定為“國際量子科學與技術年”，以紀念這一改變人類認知范式的科學革命。
在這一歷史性時刻，中國科學家團隊捷報頻傳：
“祖沖之三號”超導量子計算原型機比最快超級計算機快千萬億倍；中非之間跨越12900公里的量子密鑰分發(fā)成功實現(xiàn)；“濟南一號”量子微納衛(wèi)星以僅100公斤的“小身板”完成太空密鑰傳輸使命。
量子計算：從優(yōu)越性證明邁向實用化
今年3月，中國科學技術大學潘建偉院士團隊聯(lián)合多家科研機構，成功研制出105比特超導量子計算原型機“祖沖之三號”。這一成果以封面論文形式發(fā)表于《物理評論快報》，被國際學界評價為“重新定義了超導量子處理器的性能天花板”。
“祖沖之三號”芯片示意圖。（中國科學技術大學供圖）
“祖沖之三號”在83比特32層隨機線路采樣任務中展現(xiàn)出驚人算力：比當前最強超級計算機快1000萬億倍（15個數(shù)量級），相較谷歌去年發(fā)布的67比特“懸鈴木”處理器，速度提升達100萬倍。
關鍵技術指標全面突破：量子比特相干時間72微秒，并行單比特門保真度99.90%，并行兩比特門保真度99.62%，并行讀取保真度99.13%。
“只有實現(xiàn)量子優(yōu)越性，量子計算機才能成為‘超強大腦’。”安徽省量子信息工程技術研究中心主任唐世彪表示。近日，服務于“祖沖之三號”的超導量子計算測控系統(tǒng)正式交付使用，為研發(fā)更大規(guī)模可糾錯量子計算機奠定基礎。
量子通信：從實驗室邁向全球組網
量子通信領域，中國正從關鍵技術突破邁向產業(yè)化應用推廣。2025年以來，我國連續(xù)刷新百公里量子直接通信速率紀錄，成功構建300公里全連接量子直接通信網絡，完成模塊級量子通信設備搭載火箭的發(fā)射與回收驗收。
最具里程碑意義的是，中國科學技術大學團隊與國內外合作，在中非相隔12900公里的距離上通過衛(wèi)星實現(xiàn)“一次一密”圖像加密傳輸。這項發(fā)表于《自然》雜志的成果被審稿人稱贊為“向長距離安全量子通信的現(xiàn)實飛躍”。
“濟南一號”量子微納衛(wèi)星的升空則標志著中國航天器的“瘦身革命”。相比600公斤的“墨子號”，這個僅100公斤的“量子輕騎兵”將量子通信載荷壓縮至行李箱大小，密鑰生成速率提升5倍。
地面站從13噸“巨無霸”瘦身至百公斤級，可像行李箱般移動部署。單次過境即可生成25萬至100萬比特安全密鑰，使量子通信首次具備商業(yè)應用的時效基礎。
量子測量：精度突破與產業(yè)化落地
今年5月，國儀量子技術（合肥）股份有限公司發(fā)布自主研制的鉆石單自旋傳感器、量子磁力儀、微波場強儀等系列量子傳感器。
該公司董事長賀羽表示：“我們一邊在實驗室探索前沿科技提高測量精度，一邊拓展應用場景?！痹卺t(yī)療領域，測量心臟磁場的儀器可對冠心病早篩；工業(yè)領域可與鋰電企業(yè)合作篩選原材料質量。
更早的1月，全球首套±800千伏特高壓直流量子電流傳感器在南方電網落地應用。這是量子測量技術在電力系統(tǒng)的首次工程化應用，標志該技術從實驗室走向產業(yè)化。
前沿突破：雙參數(shù)估計打破經典極限
在量子精密測量最前沿，7月10日《物理評論快報》發(fā)表了一項來自中國團隊的突破性成果：北京量子院與清華大學合作，首次利用物質波干涉實現(xiàn)超越經典精度極限的雙參數(shù)聯(lián)合估計。
該研究通過玻色-愛因斯坦凝聚體（BEC）中的非線性自旋交換碰撞，制備出近乎完美的自旋-向列壓縮態(tài)。在包含26，500個銣-87原子的系統(tǒng)中，團隊設計三段式微波脈沖序列，實現(xiàn)兩個正交自旋分量微小轉動的同步探測。
國儀量子技術（合肥）股份有限公司今年5月發(fā)布的一系列自主研制的量子傳感器。（受訪者供圖）
實驗結果顯示，靈敏度增益達3.3至6.3分貝，顯著超越標準量子極限。這一突破為原子鐘網絡同步、量子磁力計和原子陀螺儀等多參數(shù)估計應用開辟新途徑。
國家戰(zhàn)略：重大儀器研發(fā)啟動
6月26日，國家科技重大專項“量子通信與量子計算機”所屬項目《超靈敏和高空間分辨掃描SQUID顯微系統(tǒng)的研制與應用》在南京大學正式啟動。
該項目瞄準超導量子芯片微觀表征的核心技術瓶頸，計劃構建具備極低溫、納米級空間分辨及多物理場成像能力的新一代顯微系統(tǒng)。
南京大學副校長鄭海榮院士強調，該項目目標是實現(xiàn)我國在極低溫高靈敏探測領域的“自主可控與國際引領”。
產業(yè)生態(tài)：濟南量子谷的崛起
“濟南一號”微納衛(wèi)星背后是濟南十四年量子產業(yè)布局的成果。從2010年起步建設量子保密通信試驗網，到2025年形成60萬平方米的“濟南量子谷”，這里集聚了30余家量子企業(yè)，構建起“芯片-模塊-整機-網絡”全產業(yè)鏈。
在標準化領域，濟南作為全國量子計算與測量標準化技術委員會秘書處所在地，推動6項國家標準立項，主導量子隨機數(shù)領域首個國家標準，并承擔ISO/IEC量子技術聯(lián)合委員會國內技術對口單位。
馬拉松式長跑——中國科學院物理研究所研究員范桁這樣形容量子科技發(fā)展?！拔覀儾粌H要有‘領跑’的能力、‘搶跑’的勇氣，更要有‘耐跑’的戰(zhàn)略定力。”
隨著“濟南一號”在太空中以7.6公里/秒的速度傳遞量子密鑰，量子通信正從論文公式變?yōu)樯钪械氖刈o者。從祖沖之三號的超導芯片到電力系統(tǒng)的量子傳感器，中國量子科技樹已在計算、通信、測量三大分支同時開花結果。
下一個量子百年，中國正從跟跑者變?yōu)橐?guī)則制定者。
