2月18日，北京大学博士研究生、论文第(di)一作(zuo)者贾新宇展示集成光量子芯片（受访者供图）。 新华社发

中方攻(gong)克难关，取得“重要里程碑”

2月20日，北京大学物理学院现代光学研究所王剑威(wei)教授和龚旗煌教授课题组与山西大学苏晓龙教授课题组合作(zuo)，在《自然》上发表突破性(xing)研究成果——中国科研团队成功实现全(quan)球首例基于集成光量子芯片的“连续变量”量子纠缠(chan)簇态。相(xiang)关专家表示，该成果填(tian)补了采(cai)用连续变量编码方式(shi)的光量子芯片关键(jian)技术空(kong)白，也为光量子芯片的大规模扩展及(ji)其在量子计算、量子网络等领域的应用奠定重要基础。

集成光量子芯片是一种能在微(wei)纳(na)尺度上编码、处理、传输(shu)和存储光量子信息(xi)的先进(jin)平台。如何在光量子芯片上实现大规模量子纠缠(chan)是国际(ji)量子研究难题。量子纠缠(chan)簇态作(zuo)为一种典型的多比特量子纠缠(chan)态，是量子信息(xi)科学的核心资源，然而其确定性(xing)、大规模制(zhi)备面临巨大实验困难，尤其连续变量簇态的光量子芯片的制(zhi)备和验证技术在国际(ji)上仍属空(kong)白。

经多年攻(gong)关，中方研究团队成功攻(gong)克关键(jian)技术瓶颈，创(chuang)新性(xing)发展了连续变量光量子芯片调控、多色相(xiang)干泵浦与探测技术，实现了确定性(xing)、可重构的纠缠(chan)簇态制(zhi)备，并对簇态纠缠(chan)结构进(jin)行实验验证。

《南华早报》指出，中方研究利用光来生成和控制(zhi)一个相(xiang)互连接的量子态网络，这(zhe)表明在微(wei)小芯片上构建量子网络的潜力——这(zhe)是迈向基于量子技术的互联网的关键(jian)一步，在这(zhe)种互联网中，信息(xi)可以安全(quan)、高效地共享。

“这(zhe)是我国科学家在集成光量子芯片技术领域取得的新突破。”龚旗煌表示，这(zhe)一原创(chuang)成果为大规模量子纠缠(chan)态的制(zhi)备与操控提供了全(quan)新的技术路径，对推动量子计算、量子网络和量子模拟等领域的实用化发展具有重要意义。

此前，包括美国、欧洲和日本都曾尝试过类似的实验，而一位《自然》杂志(zhi)审稿人(ren)如今则评价：“这(zhe)项工作(zuo)首次(ci)在光量子芯片上实现多比特的连续变量量子纠缠(chan)，是可扩展光量子信息(xi)处理的一个重要里程碑。”

基于集成频(pin)率梳微(wei)腔的连续变量纠缠(chan)簇态制(zhi)备、调控与探测原理与方案图 北京大学物理学院现代光学研究所

微(wei)软高调宣布，学界(jie)：操之过急、草率

与此同时，微(wei)软研究团队也在《自然》上发表了论文，宣布其新研发一款名为“马约拉纳(na)1号”（Majorana 1）的芯片是“量子计算领域的一项突破”。

据介绍，这(zhe)种芯片采(cai)用所谓的“拓扑超导体”——一种既(ji)非固体、也非液体或(huo)气(qi)体的材料，制(zhi)取可以按(an)比例扩展为高性(xing)能量子计算机的构造模块(kuai)。

微(wei)软公司在其网站的一篇博客(ke)文章中写道，这(zhe)项技术正朝着“利用数百万个潜在量子比特协(xie)同工作(zuo)，在单个芯片上解决(jue)从(cong)发现新药物到革命(ming)性(xing)材料等一切无法解决(jue)之问题”的目标迈进(jin)。也就是说，微(wei)软方面称，可以将其开发的这(zhe)种芯片按(an)比例扩展，从(cong)而使(shi)之包含100万个量子比特，但并未说明这(zhe)项工作(zuo)需要多长时间。

不过，微(wei)软的说法在科学界(jie)也引发了怀疑和争论，一些人(ren)认为，该研究团队过早地公布了研究成果，有些操之过急。

一位审稿人(ren)批(pi)评这(zhe)篇论文“用词(ci)误(wu)导且含糊不清”，将理论预测、器件设计和实验结果“以一种相(xiang)当(dang)草率的方式(shi)”混合在了一起。当(dang)然，也有不同意见的审稿人(ren)写道：“我不同意审稿人(ren)的观(guan)点(dian)，认为这(zhe)不是坚实的成果。我仍然觉(jue)得，能做到这(zhe)一点(dian)真是太令人(ren)惊讶了。”

缺证据、存缺陷，微(wei)软已遭受重大打(da)击

《南华早报》介绍，量子比特以其对热量和噪声的极度敏感性(xing)而闻名，这(zhe)使(shi)得它们不稳定且容(rong)易出错。为此，世界(jie)各(ge)地的研究团队正在采(cai)取各(ge)种方法来解决(jue)这(zhe)个问题，以使(shi)量子计算成为可能。

由(you)于采(cai)用了编织设计，拓扑量子比特预计会比传统量子比特更稳定、更准(zhun)确，从(cong)而使(shi)量子计算机能够处理远超当(dang)前机器能力的高度复杂性(xing)问题。

微(wei)软研发的“马约拉纳(na)1号”（Majorana 1）芯片 微(wei)软网站

来自瑞士巴塞尔大学和奥地利科学技术研究所（ISTA）的物理学家告诉《自然》杂志(zhi)的新闻团队，微(wei)软可能操之过急，只展示了中间结果，但没有提供拓扑量子比特存在的证据。

事实上，微(wei)软的研究人(ren)员也承认，虽然他们的测量显示出了奇异量子态的积极迹象(xiang)，但尚未提供确凿证据，还需要进(jin)一步的实验。

微(wei)软方面的这(zhe)番承认，其实正是在它们此前遭遇过挫(cuo)折(she)的背景下作(zuo)出的。2018年，微(wei)软资助的一家荷兰实验室同样在《自然》上发表了一篇论文，后来因数据分析(xi)存在缺陷而被正式(shi)撤回，这(zhe)对于微(wei)软的量子战略而说可谓一个重大打(da)击。

中美量子竞赛，未来更加激烈

《南华早报》称，就在微(wei)软团队将量子计算的希(xi)望寄托在拓扑量子比特上时，中国的研究人(ren)员在设计芯片时则采(cai)取了截然不同的方法。

中方研制(zhi)的芯片比微(wei)软的芯片更小，并且使(shi)用了在室温下运行的基于光子的技术。相(xiang)比之下，“马约拉纳(na)1号”芯片依赖于超导材料，而这(zhe)些材料需要在极低温度下才能工作(zuo)。

报道指出，在更广泛的全(quan)球竞争中，谷(gu)歌也取得了突破进(jin)展。去年12月，谷(gu)歌宣布在量子计算领域取得进(jin)展，发布了一款名为“威(wei)洛”（Willow）的芯片。谷(gu)歌称，该芯片能够在5分钟内完成传统超级计算机即(ji)便耗尽全(quan)部时间也无法完成的计算。

而在更早之前的去年8月，谷(gu)歌发表论文宣布在量子计算领域取得重大突破，仅一个星(xing)期后，美国政府就强化了对中国量子计算的出口管制(zhi)，与量子计算相(xiang)关的一切——从(cong)设备、组件、材料到软件和技术——都不许向中国出口。

2月18日，北京大学王剑威(wei)教授（前排坐者）与团队成员在北大实验室展示硅基光量子芯片晶圆（受访者供图）。 新华社发

观(guan)察者网《好评》栏目此前就指出，，在关键(jian)设备的禁(jin)运和技术的重重封锁下，中国科研工作(zuo)者们还是以惊人(ren)的速度追赶并缩小了与国际(ji)先进(jin)水平间的差(cha)距，并在一些重要领域实现了自主化突破。

但不可否认的是，差(cha)距依然存在，我们须保(bao)持清醒的认识和紧迫感。量子计算不仅将重塑(su)全(quan)球信息(xi)技术的基础架构，也将对世界(jie)经济、国家安全(quan)战略乃至人(ren)类社会的未来产生深远的影响。世界(jie)正在为迎接一个超大算力的量子时代做准(zhun)备，当(dang)技术壁(bi)垒的高墙(qiang)难以撼动，我们能做的就是扎下根来。

“在量子技术领域，中国的存在感显著上升。”日经中文网去年11月21日报道称，从(cong)可实现超高速计算的“量子计算机”公开专利数量来看，中国已超越美国，位居第(di)一。

报道称，中国在量子科技的实际(ji)应用领域也领先于其他国家。通过“墨子”号量子通信卫星(xing)的中介，中国建成了一条从(cong)北京经由(you)合肥再(zai)到上海全(quan)长2000多公里的量子通信干线(xian)。

根据美国波(bo)士顿咨询集团的预测，量子计算机将在2040年前催生4500亿至8500亿美元的经济效益。考虑到广阔的市场(chang)前景和维护国家安全(quan)的需要，中美在官方、民间和学术领域的主导权(quan)之争未来还将更加激烈。

来源| 观(guan)察者网