创世界级量子信息科学中心建国家级量子实验室济南基地 积跬步以至千里,请看打造千亿级量子信息产业的济南雄心

高新区量子谷一期量子大厦效果图周期极化铌酸锂波导芯片价格不菲。济南量子技术研究院研发的量子通信相关样品。本报记者修从涛摄济南量子通信试验网总控中心(资料片)。本报记者修从涛摄量子保密通信“京沪干线”济南控制中心(资料片)。本报记者修从涛摄今年“两会”上,量子通信技术的新进展成为公众热议的话题之一。3月10日,在全国政协十三届二次会议举行的记者会上,全国政协委员、中国科学技术大学常务副校长、中科院院士潘建伟向媒体介绍了中国量子科技发展的新突破。

就在量子科技被热议的同时,3月8日,济南市政府正式批复了济南市量子信息产业发展规划(2019-2022年),3月13日,该规划正式对外发布,成为国内首个量子产业领域的发展规划。

规划不仅对济南发展量子信息产业给出了明确的战略定位和发展目标,同时给出了具体的实施路径和推进举措。未来,济南将建设量子信息国家实验室济南基地,打造世界级量子信息科学中心。

量子科技是世界各国争先抢抓的新技术,即便是在国内,北京、上海、合肥等城市也在这个产业上蓄势待发。济南抢先一步推出量子信息产业发展规划,并提出要打造千亿级规模的量子产业,济南的这份雄心源自哪里?

本报记者修从涛

远见卓识

应当说,济南的这份雄心首先来自于当年的远见卓识。说起远见卓识,还得从9年前的一个签字仪式说起。

2010年2月,山东省政府与中国科技大学举行科技合作协议签字仪式,以潘建伟院士为首的中科大量子通信产业化团队正式与山东结缘。同年3月,中科大量子通信产业化团队在济南高新区成立山东量子科学技术研究院有限公司。第二年5月,中国科学院量子技术与应用研究中心落地济南高新区,同时成立了济南量子技术研究院。这也为济南量子信息产业的发展埋下了种子。

现在回头看,当年山东济南签约中科大量子通信产业化团队的确是一种远见卓识。因为,在当时人们对量子技术的认识和理解并不像今天这般,反对和质疑声不断。如今,量子技术已被公认是将改变未来人类生活的高新科技,也被称为下一个科技拐点,世界各国都为抢占量子科技制高点而努力。

然而即便是在今天,针对量子通信的质疑也从未中断过。正如潘建伟院士在全国政协十三届二次会议举行的记者会上回应说的那样:公众对量子通信技术有疑问,主要是因为量子力学与他们的生活经验有很大不同,哪怕是受过高等教育的人,对于量子通信的先进理论都未必能很好地理解。

潘建伟进一步解释说,创新成果从产生到广泛应用,通常会经过三个阶段。在第一阶段,公众接触到一个全新领域的东西,最开始的反应通常是:不靠谱。比如最早的照相机,大家觉得魂魄被吸到相机里面去了,都不太敢用。所以早期的量子通信,有人认为是伪科学,当它发展比较成熟之后,又觉得这个技术还没有广泛应用,有疑虑。“现在我们确实有很多创新性的成果已经走在世界前沿,我们应该有自信。”

显然,当年济南对量子科技的未来是充满自信的。如今,济南对抢占量子科技的制高点,打造千亿级量子信息产业同样充满信心。

积跬步

不积跬步无以至千里,济南的这份雄心也来源于不断积累的先进技术。自从济南量子技术研究院成立之后,济南在量子科技方面的发展一直大事件不断。

2013年5月,山东量子科学技术研究院有限公司联合济南量子技术研究院,建成了国内第一、世界前三的周期极化铌酸锂波导芯片研制平台,联合组建的周期极化铌酸锂波导实验室成为世界上第三个掌握逆向质子交换铌酸锂波导研发技术的机构。

2014年初,济南量子保密通信试验网建成并正式投入使用,成为“京沪干线”的重要一环,也是世界上规模最大、功能最全的量子通信城域网。

2016年8月,“墨子号”成功发射,山东量子科学技术研究院有限公司为首次千公里级星-地保密通信提供重要保障。

2017年4月,济南市党政机关量子通信专网开工建设,同年9月通过评审专家技术验收,创造了大规模量子通信网络建设的速度纪录,也成为中国首个商用量子保密通信专网。

2018年7月10日,由济南量子技术研究院承担秘书处工作的全国量子计算与测量标准化技术委员会获批筹建,开启了量子计算与测量领域相关标准化研究的新征程,这也是国内首个量子计算与测量标准化委员会组织。

“济南做量子通讯产业是从零开始,从无人区起步,如今已经积累了许多先进技术。”在2018中国量子信息技术产业峰会暨山东省量子技术产业发展论坛上,科大国盾总裁、山东量子科学技术研究院有限公司总经理赵勇,在谈及济南量子信息产业发展尤其是量子通讯产业时表示,济南在量子通讯领域有着先发的优势,“比如我们在济南布局了像济南量子通讯实验网络,量子专网等等,提供了实践的基础,这样我们的产业化和产品化的进程将会非常得快,我们用了八九年的时间做了别人一二十年的努力。”

蓄势待发

经过多年的积累,如今,济南的量子信息产业已经到了产业化的临界点,正可谓蓄势待发。

以周期极化“铌酸锂波导芯片”为例。济南量子技术研究院研发的应用于量子通信的关键芯片“铌酸锂波导芯片”,只有圆珠笔截面大小,外表形似玻璃,可以用于民用卫星、环境监测、大气污染监测等民用领域。该芯片虽小,但价格却很昂贵,能卖到10万块钱一片,未来会有很好的市场前景。基于此波导,济南量子技术研究院又成功研发了世界室温下性能最优的通信波段单光子探测器,也是世界上第一台封装成型的商业产品样机。

再以济南量子技术研究院构建的济南量子通信试验网为例。该试验网为量子通信提供了完整的仿真环境,可对大规模应用中可能遇到的关键问题进行科研攻关。这样的量子通信网的网络结构、布局方式、软硬件等可以被当作模板复制到其它城市,有很大的商业运用前景。

不仅如此,济南量子通信试验网作为世界上规模最大、功能最全的量子通信城域网,也可以成为量子通信网络基础设施共享服务平台和科学研究平台,这也意味着济南完全有能力为量子通信做国家标准、国际标准。

如今,济南已经是量子信息产业的创新创业高地,聚集了济南量子技术研究院、山东量子科学技术研究院有限公司、国迅量子芯、国耀量子雷达等企业机构,量子科技产业化已经走在路上。

为推动量子信息产业的发展,2018年4月,“济南·量子谷”规划正式启动。“济南·量子谷”选址济南高新区中心区,总占地230亩,分三期建设,一期建设科研创新基地、二期建设创业孵化基地、三期建设产业化基地,到2025年将新增60万平方米的产业载体。其中,规划中提到的量子信息科学国家实验室济南基地已经列入量子谷一期规划建设,今年计划启动。

多方聚力

在去年济南举行的2018中国量子信息技术产业峰会暨山东省量子技术产业发展论坛上,一系列量子科技领域的项目签署受到各界关注。峰会上“山东国迅量子芯项目”的挂牌,标志着量子科技的产业化在齐鲁大地上迈出了新的一步。

“量子通信系统使用光作为介质,使用了大量光学部件。我们要把量子信息系统中的光学部件高度集成为一个小小的芯片,实现一种或多种特定的功能。”国迅量子芯副总经理刘军曾向记者介绍,国迅量子芯的研发和产业化工作得到了量子科技领域两大科技巨头的联合推动。

据悉,山东国迅量子芯科技有限公司是由中国科学院旗下企业科大国盾量子技术股份有限公司(后称“科大国盾”)与武汉邮科院下属央企、上市公司光迅科技联手合资成立,注册落户济南高新区。

其中,科大国盾量子起源于中国科学技术大学,以实现量子信息技术全面产业化为己任,已成长为行业领先的量子通信设备制造商和量子安全解决方案供应商；光迅科技是全球领先的光电子器件厂商,全球光器件最具竞争力企业十强,2017年行业市场份额排名全国第一、全球第五。双方作为各自行业的龙头企业,分别在量子通信和光电领域具有深厚的技术积累和竞争优势,强强联合形成的优势非常明显。

除了业界的强力支持外,济南市对量子信息产业的支持力度也很大。据了解,为支持量子科技扎根济南,这些年来,济南前后投入了100多个亿。

2018年8月5日,济南量子技术研究院乔迁新址并正式启用,新址位于济南高新区舜华路747号,吸引了济南市的党委、人大、政府和政协四套班子成员,以及量子科技领域的院士专家们前来出席活动。

济南量子技术研究院院长王向斌介绍,近年来,作为山东量子技术研究及成果转化的主要阵地,济南量子技术研究院正积极融入山东省新旧动能转换重大工程建设,努力加快量子信息技术研究,大力推动产业化发展。

欲至千里

济南作为国家“863计划”首个量子通信领域主题项目的实施地,自2010年起,持续布局量子信息产业,将量子科技发展列入十大千亿产业振兴计划,具备产业先发优势和发展潜力。

济南市量子信息产业发展规划(2019-2022年)提出了“一个目标、两条主线、四大领域、五大基地”的发展思路,即围绕千亿级量子信息产业发展能力目标,以科技创新和产业培育为主线,布局“建设量子信息科学中心、做大做强量子通信、突破发展量子测量、探索布局量子计算”四大领域,建设创新文化、科技创新、科技服务、创新创业、产业培育五大基地,力争将济南打造成为世界级量子信息科学中心、新旧动能转换辐射带动极、国内领先的“量子+”应用示范区、量子信息产业国际品牌高地。

根据规划,到2020年,济南将集聚一批高水平的领军人才和创新团队,初步形成一批具有竞争力的应用产品,建立网络运营模式和运维服务体系、标准,推动形成上下游产业链条,量子信息产业初具规模。到2022年,在远距离量子网络、信息安全、量子雷达等领域取得创新突破,在量子通信、量子雷达领域强化竞争优势,打造8到10个国际顶尖的量子信息与量子科技前沿研究室,培育若干具有国际先进水平的量子企业,争取实现量子信息产业规模20亿元。

规划中还提到,到2030年,量子通信和量子测量领域实现大规模商用,推动实现小规模、专用量子计算机产业应用,相关技术在人工智能、机器学习、高性能计算、区块链、大数据、云计算、物联网等领域得到深度融合与广泛应用,形成产业经济规模效应和集群品牌美誉度,建成具有较强国际影响力的创新创业中心,成为全球量子技术及产业发展战略高地,实现量子信息产业规模300亿元,具备千亿级产业发展能力。

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