你是否时常听到一句话：遇事不决，量子力学～到底什么是量子？前沿科技“量子计算机”有何用途？

今天，“新质生产力看北京”带你走进北京量子信息科学研究院、北京玻色量子科技有限公司一起探索“量子”的奥秘～

量子是中外物理学家们一直探讨的热门话题。如果把物理世界比作一个人，量子世界可以称之为这个人的“灵魂”。

薛定谔用“猫”验证量子叠加，爱因斯坦把量子纠缠现象称作“鬼魅般的超距作用”......中国科学院物理所研究员曹则贤这样比喻量子：我们远处看鱼群是乌泱乌泱的一片黑，但是放大了看就是一条条鱼，这一条条鱼就可以说是鱼群的量子。

那么量子究竟是什么？有太多方向值得探索。它可以是浩瀚的宇宙，也可以是某一个物种；它是离散的，也是变化的......它的神秘感与生俱来。近年来，量子科技发展突飞猛进，成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域，其涉及的量子计算、量子通信、量子精密测量三大领域也成为众多科学界人士研究的重点方向。

坐落于北京海淀的“北京量子信息科学研究院”（以下简称“北京量子院”），就是这样一个凝聚众多人才与技术的“量子世界”。“北京量子院成立初衷就是要把北京量子科技研发方面人才分散力量给集中起来，以我们这里为中枢节点，为国家量子科技发展作出贡献。”北京量子院执行院长常凯说。

近年来，北京量子院接连产出世界级科技领域成果。2020年量子直接通信技术、2021年长寿命超导量子比特芯片、2023年新一代量子计算云平台、2024年大规模量子云算力集群、2024年里德堡原子电磁探测系统......北京量子院取得的多项重要的科技成果，涵盖了量子计算、量子通信、量子精密测量等多个领域，也印证着量子科技应用领域即将迈入更广阔的世界。

以“量子计算”为例，“量子计算”以其运行快、信息处理能力强、适用范围广为特性，以比特（qubit）作为基本运算单元，是一种新型计算模式‌。可应用于密码学、材料科学、生物医药、人工智能等多个领域。因此，越来越多的量子研究团队在当下萌生。

这个充满科幻感，近两米高的立方体，就是北京玻色量子科技有限公司(以下简称“玻色量子”)上线的550量子比特相干光量子计算机。

“它的核心器件实现了完全国产化，且能在数个毫秒级时间内，在2的550次方种不同答案中并行搜索求出最优解，求解速度比经典算法平均速度超过数万倍，性能达到国际领先水平，已面向通信、金融、交通、医药、移动云、电力等多领域开展了行业合作。”玻色量子CEO文凯博士介绍。

2021年，玻色量子获得北京市科委、中关村管委会重点项目资金支持，为之后的学术研发和成果转化奠定了坚实的基础。2023年，玻色量子获得北京市“专精特新”中小企业认定。

那么量子计算的计算能力到底有多强呢？在北京量子院展厅，执行院长常凯这样告诉我们：“如果量子计算机使用的是完美的量子比特，那50个量子比特所构成的信息存储空间，大概相当于现在世界上最强大的超级计算机的空间。300个比特所存储的数据量，可以相当于宇宙当中所有原子的数量。量子计算机运算、存储能力和量子比特数量之间的关系呈指数上升，潜力巨大。这也是为什么现在世界各国对于量子科技、量子计算重视的原因。”

量子科技研发成果离我们远吗？“我们在去年中关村论坛上发布的Quafu量子计算云平台，就是把量子计算从实验室到大众应用的路线打通。目前任何能访问互联网的人都可以免费注册账号，通过自己的电脑访问到这个云平台，在家就可以学量子计算。近期深圳大学与香港中文大学合作研究组，利用我们云平台最新研发的ScQ-136（Baiwang）超导量子芯片，实现了一项复杂的实验验证。并在今年10月发表了相关论文。截至目前，利用该平台发表的科技论文已超过20篇。”常凯介绍。

量子科技重要吗？北京市人民政府办公厅印发的《北京市促进未来产业创新发展实施方案》中明确，未来信息、未来健康、未来制造、未来能源、未来材料、未来空间等六大领域20个细分产业方向将成为北京未来产业布局重点。

未来已来，量子科技领域的发展就是北京未来产业的创新“试验田”之一。拍摄一张照片，点击发送按钮，短短几秒钟，一张图片在量子光的运载下穿过长达100公里的光纤，完成信息的安全传输。100公里，国际上最长的量子直接通信距离纪录，就是在北京量子院刷新的。

不光是“量子直接通信系统”，“微型原子钟”“里德堡原子电磁探测系统”......这些量子技术的成功研发，在完成成果转化后，可广泛应用于航天、气象、无人驾驶等领域。

量子科技领域的发展越来越繁茂，北京市关于推动量子产业发展的有关支持也将跟上步伐。10月26日，北京市首届量子信息技术创新大会上，由市科委、中关村管委会和海淀区共同支持成立的中关村（海淀）量子科技未来产业园和中关村量子科技孵化器正式揭牌，这也是全国首家量子孵化器，标志着北京市在推动量子信息技术产业化进程中迈出了坚实的一步。

此外，规模2亿元的北京量子信息产业发展投资基金也正在落地中。基金将以股权投资的方式重点支持初创期、中小企业发展，适当覆盖具备链主或者细分赛道头部潜质的成长期企业。

北京市科委、中关村管委会也将充分发挥北京创新优势，着眼量子领域全球创新前沿，瞄准科技攻关、成果转化、示范应用、生态培育四大关键点发力，推动北京率先建成国家量子科技与产业高地。

量子科技作为新型前沿技术，在提升计算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具有重大科学意义和战略价值。以新立“质”，行稳“质”远，量子领域的研究将为加快建设北京国际科技创新中心，着力培育新质生产力提供源源不断的动力。

下一期，《新质生产力看北京》将与您分享“第六代移动通信”相关领域的最新探索！敬请期待！