据悉，目前国际量子通信的研发方向聚焦于通信距离、核心部件、小型化、新协议等方面，在政务、能源、金融等领域的新应用不断出现，行业标准、测评规范等逐步完善 。中国处于全球科研、应用前列，在国际电信联盟和国际标准化组织牵头编制量子通信标准 。
与量子计算、量子通信相比，量子精密测量显得更为神秘，但业界普遍认为，量子精密测量将是量子科技中最早实现应用和产业化的领域 。
“量子测量的精度可以达到原子量级 。”国仪量子（合肥）技术有限公司（下称国仪量子）是国内最早成立的以量子精密测量技术为核心的创新企业，该公司副总裁张伟介绍，传统测量技术最小只能探测到微米量级，量子技术可以精细千倍、万倍到纳米、亚纳米量级，为精密仪器行业带来革命性的技术进步 。比如将量子精密测量用于生命科学领域，可精确分析血液中极微量物质含量 。
“量子精密测量现在开始走向各行各业、万家灯火 。”国仪量子董事长贺羽说，量子精密测量在石油勘探、生命科学、先进材料及能源电力等领域已实现示范应用 。
未来，量子精密测量将可能应用于超导材料表面特性及结构表征、医疗领域的心脑磁测量、临床前研究的微量物质组分分析、生命科学的肿瘤细胞成像以及导航的地磁场测量等多个领域，为仪器行业带来变革式机遇 。

文章插图
量子京沪干线总控中心 中国科学技术大学供图
技术、产业和人才三大挑战
“第二次量子革命”为世界各国开辟出一条新的科技赛道 。
今年1月，法国宣布启动量子技术国家战略，计划5年投资18亿欧元，使法国跻身量子领域“世界前三” 。
5月，德国宣布拨款近20亿欧元，使德国在量子竞赛中“跟上步伐” 。
11月中旬，澳大利亚宣布投资1亿澳元推动量子研究商业化 。
同月底，日本宣布拨款145亿日元，将强化量子保密通信研究，助力经济和军事安全 。
在全球你追我赶的量子发展态势下，业内人士认为，我国当前至少面临技术、产业和人才三大挑战 。
先看技术挑战 。作为探究微观世界的科学，量子科技研究难度极大 。中科院院士王建宇比喻说，实现量子卫星“天地实验”，“相当于人在万米高空，把硬币扔进地面的一个储钱罐” 。
在中科院量子信息重点实验室副主任郭国平看来，研制量子计算机，就像“用原子垒起一座金字塔” 。
“量子计算对环境的要求特别高 。不仅要超低温，还要‘超洁净’ 。极其微弱的噪声、光线、磁场和微小颗粒都会扰乱信号，整个系统非常复杂、困难 。”合肥本源量子计算科技有限责任公司轮值董事长孔伟成说 。
朱晓波说，当前研制量子计算机的一大技术挑战是提高操纵量子比特的精度，提高运算正确率 。“例如即便单次门运算精度达到99%，70次运算下来，正确率就下降到50%以下 。”
再看产业挑战 。多位专家表示，当前量子科技的发展正处于从科研到应用的过渡阶段，要加快推进到产业化阶段，需要形成“科研机构+企业+用户”的产业生态 。
科大国盾量子技术股份有限公司总裁应勇说，在量子通信领域，行业最大的困难是使用规模不大，相对于研发，在产品推广上会有滞后期 。同时，量子通信需要用户使用习惯的切换，且改造信息系统的成本代价和工作量非常大，影响了量子通信技术的应用 。
“科研机构研发的量子科技产品，需要更多的企业和用户试用 。只有在应用中发现问题、创造应用场景并及时反馈给研发端，产业才能迭代发展 。”郭光灿说 。

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