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上海用“賽馬制”研發(fā)量子計算機走新路線取得成果

文章編號：191 / 分類：互聯(lián)網(wǎng)資訊 / 更新時間：2025-03-28 09:36:09 / 瀏覽：次

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一手掌握市場脈搏

　　解放日報·上觀新聞今起推出“跟著項目經(jīng)理看未來產(chǎn)業(yè)”系列報道，與讀者分享在項目經(jīng)理團隊推動下，上海搶抓前沿技術(shù)發(fā)展先機，加快推進未來產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)地建設的進展。

　　“這個突破將使我們在未來幾年內(nèi)，而不像一些人預測的用幾十年，創(chuàng)造出一臺真正意義上的量子計算機。”近日，首席執(zhí)行官納德拉發(fā)布了量子處理器“馬約拉納1號”。看到消息后，上海市科委量子計算項目經(jīng)理仲東亭立即聯(lián)系上海量子科學研究中心副主任陸朝陽，討論這一成果的含金量。這樣的討論經(jīng)常進行，陸朝陽教授說：“項目經(jīng)理反應很快，提的問題很專業(yè)，緊緊咬住國際前沿動態(tài)。”

　　“量子科技”寫入了今年的政府工作報告。作為這一未來產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)品，量子計算機遵循量子力學規(guī)律，有望在化學催化、材料合成、藥物研發(fā)、金融交易等很多領(lǐng)域提供遠超經(jīng)典計算機的算力，被視為新一輪科技革命的戰(zhàn)略制高點。面向這一未來產(chǎn)業(yè)，市科委去年6月組建了量子計算項目經(jīng)理團隊，開展科技戰(zhàn)略研究、產(chǎn)業(yè)一體化布局和全鏈條管理。

　　如今，上海三個科研團隊正循著中性原子技術(shù)路線，研制量子計算原型機，已取得階段性成果。

支持“三匹馬”研究中性原子路線

　　據(jù)介紹，中性原子是整體呈電中性的原子，科學家可以用激光操控中性原子的量子態(tài)，將其作為量子計算機的基本單元——量子比特。在研發(fā)量子計算機的多條技術(shù)路線中，中性原子是“后起之秀”。2023年12月，哈佛大學與麻省理工學院科研團隊的重磅論文登上《自然》雜志，他們用中性原子體系研發(fā)出量子計算原型機，它有48個邏輯量子比特，展示了這一技術(shù)路線的巨大潛力。

　　“中性原子量子計算路線新、性能優(yōu)，而且上海有多個冷原子物理團隊和相關(guān)設備制造企業(yè)，有機會在這條賽道上趕超國際領(lǐng)先團隊。”仲東亭說。基于此，市科委采用“賽馬制”，立項支持三個團隊研究中性原子量子計算。他們的目標是：今年底研制出有上千個量子比特、保真度等參數(shù)達標的原型機。

　　在這些機制的激勵下，上海科學家只爭朝夕，進展迅速。經(jīng)項目經(jīng)理牽線，上海量子科學研究中心與上海實驗室合作，用神經(jīng)網(wǎng)絡方法顛覆傳統(tǒng)物理學方法，能快速完成大規(guī)模原子陣列重排。在預印本網(wǎng)站arXiv上，他們報告了上千個無缺陷原子陣列的誕生，其規(guī)模創(chuàng)造了世界紀錄。在復旦大學，李曉鵬團隊已構(gòu)建200個光鑷原子陣列，以及適配于中性原子的高效量子計算架構(gòu)和算法，跑出了科研加速度。

項目經(jīng)理團隊懂科技、產(chǎn)業(yè)和投資

　　在政府科技計劃管理領(lǐng)域，項目經(jīng)理制度源于美國國防高級研究計劃局（DARPA）。“我和項目經(jīng)理有緣，讀博士時參與了DARPA的中性原子模擬高溫超導機制項目，現(xiàn)在又和上海市科委的項目經(jīng)理打交道。”李曉鵬說，DARPA項目經(jīng)理非常專業(yè)，能與科學家討論項目中的技術(shù)細節(jié)，而且在交流中善于捕捉科學家的創(chuàng)新思路，給出相關(guān)建議。他們還善于遴選多學科團隊，組織學科交叉研究。

　　上海市科學學研究所副研究員趙越介紹，DARPA選聘項目經(jīng)理時，要求他們在企業(yè)、學術(shù)機構(gòu)或軍隊有5年以上工作經(jīng)驗，取得產(chǎn)品上市、創(chuàng)辦企業(yè)或領(lǐng)導研究機構(gòu)等成就。項目經(jīng)理有很大的決策權(quán)和管理權(quán)，參與項目全生命周期管理，包括征集項目提案、決定研究計劃、設定里程碑目標、調(diào)整團隊、協(xié)調(diào)資源等。

　　他山之石，可以攻玉。市科委組建的項目經(jīng)理團隊以專業(yè)化為目標，要求“懂科技、懂產(chǎn)業(yè)、懂投資”。為此，量子計算項目經(jīng)理團隊吸納了市科委公務員、上海市科學學研究所的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究人員、上海未來產(chǎn)業(yè)基金的投資人團隊和孵化器服務團隊。

　　項目經(jīng)理團隊成立后，組建了戰(zhàn)略專家小組。量子計算專家與項目經(jīng)理經(jīng)常溝通，研判全球科研和產(chǎn)業(yè)動向。對于微軟發(fā)布的“馬約拉納1號”拓撲量子芯片，他們認為關(guān)鍵性技術(shù)仍有待突破。而對于谷歌研發(fā)的“柳樹”超導量子芯片，早在芯片發(fā)布前4個月，他們就在arXiv網(wǎng)站上關(guān)注到相關(guān)文章，研究后認為，谷歌在量子糾錯領(lǐng)域取得了重大突破。

　　“市科委項目經(jīng)理前幾天問我，QLDPC糾錯碼和表面糾錯碼的閾值哪個高？這是非常專業(yè)的量子糾錯問題，他的專業(yè)性已接近DARPA項目經(jīng)理。”李曉鵬感嘆。

培育“隱形冠軍”和青年科技人才

　　謀劃未來產(chǎn)業(yè)，不僅要布局科研項目，還要開展全產(chǎn)業(yè)鏈布局。項目經(jīng)理團隊正在培育設備研發(fā)類“隱形冠軍”企業(yè)，支持它們研發(fā)量子計算機標準化部件和量產(chǎn)設備。

　　費勉儀器就是一家上海“隱形冠軍”企業(yè)，研發(fā)超高真空、低溫等技術(shù)領(lǐng)域設備，一些產(chǎn)品打破了歐美壟斷。公司首席技術(shù)官謝斌平介紹，公司客戶中，有不少高校院所的量子計算實驗室，但相關(guān)產(chǎn)品過去未形成規(guī)模。項目經(jīng)理團隊調(diào)研費勉儀器后，公司管理團隊對量子計算產(chǎn)業(yè)有了更深入的了解。通過會議和線上交流，他們認識了多家產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，已建立合作關(guān)系。

　　在市科委立項支持下，費勉儀器正在研發(fā)一款分子束外延設備，用于生產(chǎn)量子比特芯片晶圓，為超導量子等技術(shù)路線提供核心原材料。謝斌平說：“這是一款量產(chǎn)設備，如果沒有政府支持，我們是沒有信心開發(fā)的，畢竟量子計算產(chǎn)業(yè)還沒成熟。”

　　在中性原子技術(shù)路線上，費勉儀器研發(fā)的超高真空解理鍍膜系統(tǒng)用于制造高功率激光巴條，這是激光芯片的核心部件。經(jīng)項目經(jīng)理牽線，他們與頻準激光公司合作，有望為中性原子量子計算機開發(fā)出新一代國產(chǎn)激光器。

　　“目前，量子計算機處于量子比特制備和系統(tǒng)集成拓展階段，即將走向?qū)嵱没捌冢嚯x真正產(chǎn)業(yè)化還有一段時間。”仲東亭說。讓他感到有信心的是，研制中性原子量子計算機的三個團隊中，“90后”科研人員是絕對主力，他們將在追趕國際領(lǐng)先團隊的過程中快速成長。

　　這位項目經(jīng)理還與上海市教委協(xié)商，計劃增加量子計算方向的研究生招生名額，為這一未來產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)更多的青年科技人才。

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