2月18日，北京大学博士研究生、论文第一(yi)作者(zhe)贾新宇展示集成光量子芯片（受访者(zhe)供图）。 新华社发(fa)

中方攻克难关，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教授和龚旗煌教授课(ke)题组与(yu)山西大学苏晓龙教授课(ke)题组合作，在《自然》上发(fa)表突(tu)破性研究成果——中国科研团队成功实现全球首例基于集成光量子芯片的“连续(xu)变量”量子纠缠(chan)簇态。相(xiang)关专家表示，该成果填补了采用连续(xu)变量编码方式的光量子芯片关键(jian)技术空(kong)白，也为光量子芯片的大规模扩(kuo)展及其(qi)在量子计算(suan)、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(yi)种能在微纳尺度上编码、处理、传输(shu)和存储光量子信息的先进平台。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)簇态作为一(yi)种典型的多比特量子纠缠(chan)态，是量子信息科学的核心资源，然而(er)其(qi)确定性、大规模制备面临巨大实验困难，尤其(qi)连续(xu)变量簇态的光量子芯片的制备和验证技术在国际(ji)上仍(reng)属空(kong)白。

经多年攻关，中方研究团队成功攻克关键(jian)技术瓶颈，创新性发(fa)展了连续(xu)变量光量子芯片调控、多色相(xiang)干泵浦与(yu)探测(ce)技术，实现了确定性、可(ke)重构的纠缠(chan)簇态制备，并对簇态纠缠(chan)结构进行实验验证。

《南华早报》指出，中方研究利用光来生成和控制一(yi)个相(xiang)互连接的量子态网络，这表明在微小(xiao)芯片上构建量子网络的潜力——这是迈向(xiang)基于量子技术的互联网的关键(jian)一(yi)步，在这种互联网中，信息可(ke)以安(an)全、高效地共享(xiang)。

“这是我国科学家在集成光量子芯片技术领域取得的新突(tu)破。”龚旗煌表示，这一(yi)原(yuan)创成果为大规模量子纠缠(chan)态的制备与(yu)操控提供了全新的技术路径，对推动量子计算(suan)、量子网络和量子模拟等领域的实用化发(fa)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(er)一(yi)位《自然》杂志审稿(gao)人如今(jin)则评价：“这项工作首次在光量子芯片上实现多比特的连续(xu)变量量子纠缠(chan)，是可(ke)扩(kuo)展光量子信息处理的一(yi)个重要里程碑。”

基于集成频率梳微腔的连续(xu)变量纠缠(chan)簇态制备、调控与(yu)探测(ce)原(yuan)理与(yu)方案图 北京大学物理学院现代光学研究所

微软(ruan)高调宣布，学界：操之过急、草率

与(yu)此同时，微软(ruan)研究团队也在《自然》上发(fa)表了论文，宣布其(qi)新研发(fa)一(yi)款名为“马约拉纳1号”（Majorana 1）的芯片是“量子计算(suan)领域的一(yi)项突(tu)破”。

据(ju)介绍，这种芯片采用所谓的“拓扑超(chao)导(dao)体”——一(yi)种既非固体、也非液体或气体的材(cai)料，制取可(ke)以按比例扩(kuo)展为高性能量子计算(suan)机的构造模块。

微软(ruan)公司在其(qi)网站的一(yi)篇博客(ke)文章中写道，这项技术正(zheng)朝着“利用数百万个潜在量子比特协同工作，在单个芯片上解决从发(fa)现新药(yao)物到革命性材(cai)料等一(yi)切无法解决之问题”的目(mu)标迈进。也就是说，微软(ruan)方面称，可(ke)以将其(qi)开(kai)发(fa)的这种芯片按比例扩(kuo)展，从而(er)使之包含100万个量子比特，但并未说明这项工作需要多长时间。

不过，微软(ruan)的说法在科学界也引发(fa)了怀疑和争(zheng)论，一(yi)些人认为，该研究团队过早地公布了研究成果，有些操之过急。

一(yi)位审稿(gao)人批评这篇论文“用词误导(dao)且含糊不清”，将理论预测(ce)、器件设计和实验结果“以一(yi)种相(xiang)当草率的方式”混合在了一(yi)起(qi)。当然，也有不同意见的审稿(gao)人写道：“我不同意审稿(gao)人的观点(dian)，认为这不是坚实的成果。我仍(reng)然觉得，能做到这一(yi)点(dian)真是太令人惊讶了。”

缺证据(ju)、存缺陷，微软(ruan)已遭(zao)受重大打击

《南华早报》介绍，量子比特以其(qi)对热量和噪声的极度敏感(gan)性而(er)闻名，这使得它们不稳定且容(rong)易出错(cuo)。为此，世界各地的研究团队正(zheng)在采取各种方法来解决这个问题，以使量子计算(suan)成为可(ke)能。

由于采用了编织设计，拓扑量子比特预计会比传统(tong)量子比特更稳定、更准(zhun)确，从而(er)使量子计算(suan)机能够(gou)处理远超(chao)当前机器能力的高度复杂性问题。

微软(ruan)研发(fa)的“马约拉纳1号”（Majorana 1）芯片 微软(ruan)网站

来自瑞士巴塞尔大学和奥(ao)地利科学技术研究所（ISTA）的物理学家告诉《自然》杂志的新闻团队，微软(ruan)可(ke)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(ju)。

事实上，微软(ruan)的研究人员也承认，虽然他们的测(ce)量显示出了奇异量子态的积(ji)极迹象，但尚未提供确凿证据(ju)，还需要进一(yi)步的实验。

微软(ruan)方面的这番承认，其(qi)实正(zheng)是在它们此前遭(zao)遇过挫折的背景下作出的。2018年，微软(ruan)资助的一(yi)家荷兰实验室同样在《自然》上发(fa)表了一(yi)篇论文，后来因数据(ju)分析存在缺陷而(er)被正(zheng)式撤回，这对于微软(ruan)的量子战略而(er)说可(ke)谓一(yi)个重大打击。

中美量子竞赛，未来更加激烈

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

中方研制的芯片比微软(ruan)的芯片更小(xiao)，并且使用了在室温(wen)下运行的基于光子的技术。相(xiang)比之下，“马约拉纳1号”芯片依赖于超(chao)导(dao)材(cai)料，而(er)这些材(cai)料需要在极低温(wen)度下才能工作。

报道指出，在更广泛的全球竞争(zheng)中，谷歌也取得了突(tu)破进展。去年12月，谷歌宣布在量子计算(suan)领域取得进展，发(fa)布了一(yi)款名为“威洛”（Willow）的芯片。谷歌称，该芯片能够(gou)在5分钟内完(wan)成传统(tong)超(chao)级计算(suan)机即便(bian)耗尽全部(bu)时间也无法完(wan)成的计算(suan)。

而(er)在更早之前的去年8月，谷歌发(fa)表论文宣布在量子计算(suan)领域取得重大突(tu)破，仅一(yi)个星期后，美国政府就强化了对中国量子计算(suan)的出口管制，与(yu)量子计算(suan)相(xiang)关的一(yi)切——从设备、组件、材(cai)料到软(ruan)件和技术——都不许向(xiang)中国出口。

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

观察(cha)者(zhe)网《好评》栏目(mu)此前就指出，，在关键(jian)设备的禁运和技术的重重封锁下，中国科研工作者(zhe)们还是以惊人的速度追赶并缩小(xiao)了与(yu)国际(ji)先进水平间的差距，并在一(yi)些重要领域实现了自主化突(tu)破。

但不可(ke)否认的是，差距依然存在，我们须保持清醒(xing)的认识(shi)和紧迫感(gan)。量子计算(suan)不仅将重塑全球信息技术的基础架(jia)构，也将对世界经济、国家安(an)全战略乃至人类社会的未来产生深远的影响。世界正(zheng)在为迎(ying)接一(yi)个超(chao)大算(suan)力的量子时代做准(zhun)备，当技术壁垒的高墙(qiang)难以撼动，我们能做的就是扎(zha)下根来。

“在量子技术领域，中国的存在感(gan)显著上升(sheng)。”日经中文网去年11月21日报道称，从可(ke)实现超(chao)高速计算(suan)的“量子计算(suan)机”公开(kai)专利数量来看，中国已超(chao)越美国，位居第一(yi)。

报道称，中国在量子科技的实际(ji)应用领域也领先于其(qi)他国家。通过“墨子”号量子通信卫星的中介，中国建成了一(yi)条(tiao)从北京经由合肥再到上海全长2000多公里的量子通信干线。

根据(ju)美国波士顿咨询集团的预测(ce)，量子计算(suan)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(shi)场前景和维护国家安(an)全的需要，中美在官方、民间和学术领域的主导(dao)权之争(zheng)未来还将更加激烈。

来源| 观察(cha)者(zhe)网