中央政治局就量子科技研究和應用前景近日舉行第二十四次集體學習，引發外界極大的關注和猜想。資本市場亦聞風而動，與此相關的概念股在A股市場開啟一波上漲行情。目前而言，不僅中國，世界其他國家近年來亦勇於攀登量子科技這座大山，紛紛加大對量子科技的重視和支持力度，掀起新一輪搶佔「第二次量子科技革命」制高點的浪潮。受訪專家認為，第二次量子科技革命將催生量子計算、量子通信和量子測量等一批新興技術，將極大地改變和提升人類獲取、傳輸和處理信息的方式和能力。專家指出，總體上看，中國已經具備了在量子科技領域的科技實力和創新能力。同時，也要看到，中國量子科技發展存在不少短板，發展面臨多重挑戰。
具重大科學意義與戰略價值
量子力學對於大多數人而言，可能並不那麼熟悉和易於理解，但實際上它早已滲透進了普通大眾的日常生活中。自從問世以來，量子力學給人類帶來了許多技術革新，核能、晶體管、激光、核磁共振、高溫超導材料等的發現和發明都與之息息相關。量子力學可謂是20世紀最重要的科學發現之一，它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。
為中央政治局學習進行講解的清華大學副校長、中國科學院院士薛其坤表示，第一次量子技術革命，是從認識量子世界、發現量子效應到發展量子技術應用。信息時代的關鍵核心技術，如晶體管、激光、硬盤、GPS等是第一代量子技術的成果。他指出，目前人類已經進入第二次量子技術革命時代，通過主動人工設計和操控量子態發展量子技術和應用。量子計算會顛覆性提高信息運算處理速度，量子通信會大幅度提升通信安全性，量子精密測量和傳感技術會在未來數字時代和萬物互聯時代有?廣泛的應用。
國家主席習近平在主持學習時指出，量子力學是人類探究微觀世界的重大成果。量子科技發展具有重大科學意義和戰略價值，是一項對傳統技術體系產生衝擊、進行重構的重大顛覆性技術創新，將引領新一輪科技革命和產業變革方向。習近平提到，近年來，量子科技發展突飛猛進，成為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。加快發展量子科技，對促進高質量發展、保障國家安全具有非常重要的作用。「安排這次集體學習，目的是了解世界量子科技發展態勢，分析中國量子科技發展形勢，更好推進中國量子科技發展。」
多國加大研發力度與投入
事實上，不僅中國近年來對量子科技的重視和支持力度在逐漸加大，全世界主要發達國家和地區也不甘落後，紛紛加大布局對量子科技領域的研發。早在2018年，美國白宮就成立了量子信息科學委員會，專門助推美國政府的量子科技研發活動。同年12月，美國總統特朗普簽署了《國家量子倡議法案》（NQIA），全方位加速量子科技的研發與應用，確保美國量子科技領先地位，開啟量子領域的「登月計劃」。
美國白宮於今年10月7日發布的《量子前沿報告》指出，美國在量子信息科學領域保持領導地位，為了確保美國的長期繁榮、國家安全、科技優勢等，政府將繼續加大對量子科技的研發，和人才的培養。
除美國以外，日本2013年就計劃未來10年投入400億日圓研發量子信息技術；英國在2015年、2018年分階段啟動了「國家量子技術計劃」，撥款超5億英鎊；德國在2018年提出「量子技術——從基礎到市場」，發起一個10年期的研發資助計劃；2016年，歐盟規劃了「量子宣言旗艦」項目，計劃在10年時間裏，投資10億歐元推動量子科技發展。
毋庸置疑，量子技術研究已成為目前世界科技研究的一大熱點，世界各國紛紛加大研發力度和投入，開啟了一輪搶佔「第二次量子科技革命」制高點的浪潮。科學家們認為，第二次量子科技革命將催生量子計算、量子通信和量子測量等一批新興技術，將極大地改變和提升人類獲取、傳輸和處理信息的方式和能力。
量子計算未來大有可為
在量子科技的應用前景領域，量子計算被認為是其中較為重要的一環。量子計算機的概念，是由諾貝爾物理學家費曼於1981年首次提出。費曼指出，通過應用量子力學效應，能大幅提高計算機的運算速度，經典計算機需要幾十億年才能破譯的密碼，量子計算機在20分鐘內就能破譯。
據光大證券分析師介紹，量子計算機和經典計算機最大的不同點是運算方式不同，傳統計算機的運算單位是比特，即二進制中的0和1。而量子計算機的運算單位是量子比特，是疊加狀態，可能是0，可能是1。另一方面，基於量子糾纏的原理，量子計算機可以同時進行多條線路的並行運算，這意味?它可以同時分析所有可能性，這也是量子計算機超強信息處理能力的源泉。
分析人士指出，由於可以快速並行計算和量子行為模擬，從而重新定義程序和算法，量子計算機能夠在一些特定的應用場景有很好的優勢。比如，它們可能會徹底變革化學。化學反應大多太過複雜，現有的計算機無法精確模擬，令研究人員難以追求精確度。量子計算機可以破解繁雜的數學難題，可應用於材料科學、製藥、電池等領域。
量子計算機在執行某些數學運算的速度遠勝於經典計算機，打造它們能夠開闢全新的前景，比如能在加密通信、天氣預測、人工智能、太空探索等領域發揮強大效能。基於此，它們在過去的幾十年裏備受資本的追逐，微軟、谷歌、IBM、英特爾等巨頭早已宣布進軍量子計算機科研和應用領域。在量子計算機方面，中國目前還是以理論研究為主，國內僅一家初創企業，但這兩年阿里巴巴、百度和華為等科技巨頭先後關注和加大了量子計算領域的投入。
量子通信應用前景廣泛
除了量子計算，量子通信是另一個被認為擁有強大內核的賽道。據光大證券介紹，與傳統通信方式相比，量子通信在確保信息安全、增大信息傳輸量、傳輸信息高效、抗干擾能力強等方面具有絕對優勢，是迄今為止是唯一通過數學方式被嚴格證明的絕對安全的通信方式。
通信行業觀察家項立剛在接受本報記者採訪時表示，人類最早的通信靠騎馬送達，後來改用電波，現在用光子，未來可能用量子。如果真的實現量子通信，將會引發人類信息傳輸的革命性改變。「量子通信目前還沒有完全實現信息的傳輸，主要用在解決信息安全方面的問題。而往後努力的目標和方向，就是讓量子成為一個通信工具，但人類離實現此目標還有不少路程要走。」項立剛說。
中國科學院院士、中國科學技術大學常務副校長潘建偉近日撰文指出，量子通信的發展目標是要在更大範圍內實現安全的信息傳輸，發展路線是通過光纖實現城域的量子通信網絡、通過中繼實現城際的量子網絡、通過衛星中轉實現遠距離量子通信。
目前而言，中國在試點量子通信的應用數量和網絡建設規模方面已有所斬獲，研究成果已經逐步進入實際應用階段。比如，2016年8月，中國發射了自主研製的世界首顆空間量子科學試驗衛星「墨子號」，並於2017年1月18日圓滿完成了4個月的在軌測試任務；2017年，中國建成全球首條商用量子保密通信線路——「京滬幹線」，長達2000多公里。
薛其坤表示，得益於量子保密通信高度安全性，量子通信在國防、財務和金融專網等領域具有重要應用。如果說地面量子通信構建了一張連接每個城市、每個信息傳輸點的「網」，那麼量子科學實驗衛星就像一杆將這張網射向太空的「標槍」。
招商證券余俊團隊認為，從長期來看，量子通信產業應用場景十分廣泛，包括網絡信息安全、量子通信幹線、量子城域網、金融、國防和科教應用等方面。若僅考慮量子幹線以及量子城域網的建設，量子通信建設投資規模有望達到百億級別。考慮長期在國防、金融、政府等領域的廣泛應用，量子通信整體市場規模有望超過千億。
高端芯片等方面須補短板
整體而言，目前全球對於量子科技的探索還處於初級階段，但已逐漸從實驗室和高校黑板走向寫字樓和工廠，未來量子科技的應用研發和產業化，將會成為世界各國競相追逐的對象。與世界其他國家相比，目前中國在衛星量子通信的領域，居於世界領先水平。但在量子計算領域，中國目前還是追趕者。
習近平指出，中國科技工作者在量子科技上奮起直追，取得一批具有國際影響力的重大創新成果。總體上看，中國已經具備了在量子科技領域的科技實力和創新能力。同時，也要看到，中國量子科技發展存在不少短板，發展面臨多重挑戰。「我們必須堅定不移走自主創新道路，堅定信心、埋頭苦幹，突破關鍵核心技術，努力在關鍵領域實現自主可控，保障產業鏈供應鏈安全，增強中國科技應對國際風險挑戰的能力。」
薛其坤表示，不管是在基礎研究，還是在通信、量子計算，包括精密測量和傳感上，中國都有很多可圈可點的成果。但同時也要看到，中國量子科技發展存在不少短板，發展面臨多重挑戰。
項立剛也提到，中國在量子科技發展方面，還有諸多需要完善的地方，包括高端芯片、材料和設備以及頂尖人才的培養等方面。
薛其坤指出，中國在量子科技、量子技術上的短板，和現在信息技術的短板有點類似，比如說支撐設備、關鍵核心元器件等方面，也涉及到量子技術的一些問題，所以，加強關鍵核心元器件這種高端材料、設備技術攻關，都是中國需要解決的一些短板。「科學家正在量子科學領域開疆拓土，而量子技術要真正給人類帶來福祉，還需要更多創新創業者、企業家和投資人等要素的加入。」薛其坤說。（香港商報記者 朱輝豪）
