深圳量子研究院成立集成电路与电子学中心

电子工程专辑，近日深圳量子科学与工程研究院公布最新消息，为提升在量子计算等领域的科研攻关能力，量子研究院决定成立集成电路与电子学中心，挂靠量子计算方向。

量子研究院表示，规划建设集成电路设计和低温电子学平台，面积255平米。该学院的量子计算等领域面临的核心工程技术问题展开攻关的包括：集成电路设计、测控系统开发和射频/微波器件研发等。其中，在器件方面，中心将致力于解决“卡脖子”关键器件；在低温电子学方面，中心计划进行低温集成电路设计；在测控系统方面，中心将推进研发支持大规模量子比特的通用测控系统，以及量子传感、先进仪器研发等领域的工程开发任务。

资料显示，深圳量子科学与工程研究院是深圳科技创新十大基础研究机构之一，围绕国家“量子科技”优先发展的战略定位，由深圳市科创委专项支持、依托南方科技大学建设,于2018年1月挂牌建立。

该研究院目前已有全职研究人员约70人、兼职研究员22人、博士后30余人。深圳量子科学与工程研究院已经承担国家、省、市多个重大研发计划，正在努力建设成为国际量子物理和量子信息科学研究的重镇。

“量子”(quantum)一词泛指这个新兴领域中多项强化“量子力学”(quantum mechanics)的技术，可用于开发计算、通信、传感、制药、化学和材料研究等领域。物理学家也针对量子力学提出了另一套表述，来解释奇特的新现象，例如量子干涉(interference)和纠缠(entanglement)等能让相距甚远的粒子产生交互作用的特性。

如果能强化物质的量子力学特性，量子技术可能会突破经典物理学的界限，提供全新的信息处理方式，不仅速度更快、更加节省资源，更能够使我们计算出过去研究无法获得的结果，例如蛋白质的形成，或是预测金融系统的复杂行为。

在通信领域中，量子计算的主要优势在于安全通信和分布式纠缠(distribute entanglement)能力。纠缠效应是一种可以强化计算和传感能力的量子力学效应，而量子网络可以分散纠缠效应，从而促进建立由量子传感器或量子计算机组成的网络。如同分布式计算使用的CPU集群，我们同样可以建立一个用于量子计算的分布式量子处理单元(QPU)集群。

顺利的话，预计在未来10年内就能看到量子计算的重大突破；但如果我们不断遇到新的挑战，或是找不到克服量子计算误差的方法，我们也只好将注意力转移到可实现的目标上，例如制造能够解决更多问题的量子模拟器，而非通用量子计算机。

在科研上，2022年诺贝尔物理学奖被授予科学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)，约翰·弗朗西斯·克劳泽(John F. Clauser)和安东·塞林格(Anton Zeilinger)，以表彰他们“用纠缠光子进行的实验，建立了贝尔不等式的违反，并开创了量子信息科学”。 2022年的诺贝尔奖单项奖金为1000万瑞典克朗（约合人民币642.8万元）。

图片来源：诺贝尔官网

这三位科学家使用纠缠量子态进行了开创性的实验，在纠缠量子态中，即使两个粒子分离，它们也表现得像一个单独的单元。他们的研究结果为基于量子信息的新技术扫清了道路。

瑞典皇家科学院表示，他们的工作为量子技术的新时代奠定了基础。

“越来越明显的是，一种新的量子技术正在出现。我们可以看到，获奖者对纠缠态的研究非常重要，甚至超越了解释量子力学的基本问题，”诺贝尔物理学奖委员会主席安德斯·伊尔贝克说。

中国在量子技术方面也在积极吸纳人才，包括院士。2020年10月16日，中共中央政治局第二十四次集体学习时，时任清华大学副校长、中国科学院院士薛其坤就这个问题进行了讲解，提出了意见和建议。

随后在2020年11月19日晚，南方科技大学官网披露，中科院院士、原清华大学副校长薛其坤已出任南方科技大学新一任校长。

薛其坤是凝聚态物理学领域的知名科学家，2019年，薛其坤因“量子反常霍尔效应的实验发现”获得当年度国家自然科学奖项中唯一的一等奖，并被杨振宁先生评价为“诺贝尔奖”级的科学发现。

头部科技互联网企业中，谷歌、IBM、霍尼韦尔、微软、英特尔等均围绕量子科技展开布局，包括中国、美国、日本、欧洲等在内的主要大国和地区，加大量子科技发展的经济投入。

在国内，目前阿里、百度等也推出了自己的量子计算机。近年来已有 9 家量子计算企业获得融资，融资额在亿元以上的就有 5 家，包括量旋科技、图灵量子、华翊量子、未磁科技、本源量子等。

图注：近期部分国内家量子计算企业获得融资，制图电子工程专辑。

在今年9月，北方雷科推出全球首款“北斗量子手机”。据悉，该手机通过北斗技术和量子技术融合，采用国际首创北斗量子通导加密一体化技术，支持全天候、全天时信息传输，具备“不换卡、不换号、不限运营商”4G/5G/北斗短报文自适应量子加密通信的能力。

但也有部分人认为“凡是带上量子二字的产品，就是骗子。”

从大前景来看，量子技术的市场广阔。量子计算在电动汽车和能源领域中有很多应用，Classiq公司的首席执行官兼联合创始人Nir Minerbi表示，“有两个主要方向：优化和材料科学。量子驱动的优化将有助于设计出更好的能源分配网络，通过优化运输节省能源，同时优化供应链。量子驱动的材料科学将制造出更好(重量更轻但容量更大)的电动汽车电池，并有助于减少诸如Haber-Bosch等化学过程中的能源消耗。”

 也有不少企业挂着“量子科技”项目进行圈钱炒作套路。

今年7月，金华义乌警方破获一起打着 " 量子密码高科技 " 旗号诈骗案件，受害群体主要集中在老年群体。该公司推出的 3000 元一双的 " 量子鞋 "，号称可以打通经络、激活细胞、消除毒素，购买还可以获得公司的股权返利。

还有人通过“利用量子纠缠原理让庄稼多吸肥，害虫不能产卵”"量子的波粒二象性就是阴和阳，科学地解释了风水" 等打着“量子科技”行骗的现象层出不穷。

据天眼查数据显示，目前我国有近 4200 家经营范围含 " 量子 " 的企业，除去真正从事量子技术及产业链配套的公司外，其中不乏大量打着 " 量子 " 名义圈钱、骗钱的公司。

关于量子计算的未来前景，“就量子技术的具体应用而言，如今医疗和制药领域已吸引了大部分人的关注，” Mounier认为，“不过，真正的广泛应用还需要很多年，甚至可能是20到30年。量子计算将在5到10年内能够用于药物开发，届时将有确定好的候选药物。对于药物发现，它将在10到20多年内准备就绪。在制药业采用量子计算之后，其他应用可能会随之而来：能源、化学、交通、银行和金融可能会在随后10多年内采用量子计算。”

“量子计算将成为任何严肃计算架构的核心支柱，”Minerbi表示，“就像CPU和GPU一样，量子处理器单元[QPU]将成为任何数据中心的关键组件。这些QPU与CPU和GPU一起，将解决传统计算机永远无法解决的问题，从而带来巨大的社会效益。”

本文参考自深圳量子科学与工程研究院、EDN姊妹网站New Electronics、中国新闻网、新浪科技等报道。