下好量子科技“先手棋”
加入技術(shù)交流群
連續(xù)兩個(gè)月，中國科學(xué)院物理研究所（以下簡稱物理所）懷柔園區(qū)X2樓的實(shí)驗(yàn)設(shè)備轟鳴聲不斷，一旁的許凱緊緊盯著電腦屏幕上的數(shù)據(jù)和圖譜，滑動(dòng)鼠標(biāo)演示著量子比特糾纏態(tài)的生成。
“可以上線了！”許凱激動(dòng)地說。許凱是物理所固態(tài)量子實(shí)驗(yàn)室副研究員，他口中可以“上線”的設(shè)備正是多量子比特超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺（以下簡稱超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺），這一平臺由物理所固態(tài)量子團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)，已于近日上線并正式運(yùn)行。
量子科技發(fā)展重要且緊迫，需“把握大趨勢，下好先手棋”。
為搶占量子科技國際競爭制高點(diǎn)，提升量子科技一線工作者的使命感，物理所固態(tài)量子黨支部成立“超導(dǎo)量子計(jì)算攻關(guān)突擊隊(duì)”，把黨旗建在科研一線，充分發(fā)揮了基層黨組織的戰(zhàn)斗堡壘作用。
沖擊！攻關(guān)“卡脖子”難題
超導(dǎo)量子計(jì)算作為量子計(jì)算具有實(shí)用化前景的技術(shù)路線之一，國際競爭異常激烈。
固態(tài)量子實(shí)驗(yàn)室主任范桁深知，盡快掌握量子計(jì)算這種未來的“卡脖子”技術(shù)，加快和加強(qiáng)超導(dǎo)量子計(jì)算平臺建設(shè)迫在眉睫。
“量子計(jì)算機(jī)擁有強(qiáng)大的運(yùn)算能力，例如，在一些特定算法上，僅有50多個(gè)比特的量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的最強(qiáng)大超級計(jì)算機(jī)。這種強(qiáng)大的算力有望為人工智能、生物制****、化工能源等領(lǐng)域帶來全新的突破?！狈惰旄嬖V《中國科學(xué)報(bào)》。
物理所黨委高度重視，調(diào)度該所專家和資源，成立“超導(dǎo)量子計(jì)算攻關(guān)突擊隊(duì)”，集中攻關(guān)這一難題。在黨史學(xué)習(xí)教育中，支部書記范桁帶領(lǐng)固態(tài)量子黨支部，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室發(fā)展歷程，以我國低溫領(lǐng)域開創(chuàng)者洪朝生等老一輩科學(xué)家為榜樣，傳承和弘揚(yáng)科學(xué)家精神，鼓勵(lì)科研人員肩負(fù)科技自立自強(qiáng)重任，爭分奪秒干事業(yè)。
許凱等青年科研人員在物理所懷柔綜合極端條件實(shí)驗(yàn)室夜以繼日地堅(jiān)守奮戰(zhàn)，建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，搭建和調(diào)試超導(dǎo)量子計(jì)算平臺，為早日實(shí)現(xiàn)平臺的運(yùn)行和上線、搶占量子科技國際競爭制高點(diǎn)而努力。
功夫不負(fù)有心人，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺上線并正式運(yùn)行。
該云平臺搭載包含10個(gè)超導(dǎo)比特的量子芯片，量子比特以一維結(jié)構(gòu)連接。
用戶可登錄云平臺****，在網(wǎng)頁端構(gòu)建量子線路來遠(yuǎn)程控制真實(shí)的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
該云平臺的綜合性能、服務(wù)能力和量子比特控制精度達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水準(zhǔn)，團(tuán)隊(duì)演示了10比特全局糾纏的GHZ態(tài)的生成，通過測得的概率結(jié)果預(yù)計(jì)糾纏保真度可達(dá)80%以上。
“完善提升該平臺還需要長期的過程，我們追求其全面綜合的領(lǐng)先，實(shí)現(xiàn)對國外相關(guān)平臺的替代，形成一種新的科技生態(tài)?！狈惰煺f。
在技術(shù)攻關(guān)過程中，物理所所長方忠、黨委書記李明多次到現(xiàn)場慰問，了解一線科研人員的實(shí)際困難并鼓勵(lì)他們早日攻克“卡脖子”技術(shù)，為項(xiàng)目技術(shù)攻關(guān)提振信心，讓黨旗在科研一線高高飄揚(yáng)。
堅(jiān)守！鼓勵(lì)青年聚焦原始創(chuàng)新
在范桁看來，量子科技看似“很熱”，但其實(shí)有很多基礎(chǔ)理論研究還沒有搞清楚，強(qiáng)化基礎(chǔ)研究十分必要。
2018年，從浙江大學(xué)博士畢業(yè)的許凱被物理所“相中”，“破格”聘為副研究員。
當(dāng)時(shí)，數(shù)家知名公司以百萬年薪向許凱拋出橄欖枝。
許凱告訴《中國科學(xué)報(bào)》，量子計(jì)算正處于一個(gè)從基礎(chǔ)研究走向工程化的臨界點(diǎn)，但真正要把量子計(jì)算做好，還有很多基礎(chǔ)問題需要解決。
4年來，許凱潛心研究，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得了諸多重要成果。
他與合作者開發(fā)出具有20個(gè)超導(dǎo)量子比特的量子芯片，并成功操控其實(shí)現(xiàn)全局糾纏，刷新了固態(tài)量子器件中生成糾纏態(tài)的量子比特?cái)?shù)目的世界紀(jì)錄。
此外，他還利用16個(gè)超導(dǎo)量子比特實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力學(xué)相變的量子模擬，相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)》與《科學(xué)進(jìn)展》。
一直以來，物理所把實(shí)現(xiàn)重大原創(chuàng)性成果和解決“卡脖子”問題的能力作為考核評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，營造良好環(huán)境，鼓勵(lì)科研人員心無旁鶩、長期穩(wěn)定深耕基礎(chǔ)理論。
在許凱看來，物理所為年輕科研人員的發(fā)展提供了很好、很高端的平臺，年輕人與研究所大科學(xué)家的交流很方便，科研環(huán)境非常自由。
此外，基金申請很多時(shí)候也會向年輕人傾斜，“如果你科研做得好，在物理所是不會被埋沒的”。
物理所將黨建工作與科研業(yè)務(wù)深度融合，充分利用中科院“信念·黨旗·科學(xué)”黨員主題教育基地的輻射力和影響力，以傳承老科學(xué)家精神、弘揚(yáng)新時(shí)代科學(xué)家精神為工作指引，通過開展黨員院士講黨課、誦讀科學(xué)經(jīng)典、講老科學(xué)家學(xué)風(fēng)家風(fēng)故事、邀請黨員院士寫入黨誓詞、新黨員入黨宣誓等活動(dòng)，激發(fā)廣大中青年科技骨干牢固樹立“不忘初心跟黨走，科技報(bào)國為人民”的理想信念。
受團(tuán)隊(duì)和老科學(xué)家精神的感召，許凱入黨的意愿更加強(qiáng)烈，最近他已被發(fā)展成為入黨積極分子。
物理所越來越多像許凱這樣的青年科技人員扎根基礎(chǔ)研究，甘坐“冷板凳”，具有心堅(jiān)石穿的意志。
實(shí)驗(yàn)室的諸多職工和學(xué)生近期表達(dá)了強(qiáng)烈的入黨意愿。
傳承！給年輕人壓重?fù)?dān)
“量子科技具有發(fā)展前景，但它一定會經(jīng)歷一個(gè)長期的發(fā)展過程，建設(shè)一支人才隊(duì)伍非常重要，我們給年輕人壓重?fù)?dān)，鼓勵(lì)他們集中精力攻克難關(guān)。我們也不遺余力培養(yǎng)戰(zhàn)略和領(lǐng)軍人才。”范桁說。
與許凱同時(shí)加入實(shí)驗(yàn)室的劉剛欽，如今是黨支部副書記、物理所特聘研究員，承擔(dān)諸多重要項(xiàng)目和研發(fā)計(jì)劃。
劉剛欽團(tuán)隊(duì)對單個(gè)和少數(shù)幾個(gè)自旋量子比特的理解和控制已比較完備，正針對可拓展的更多量子比特系統(tǒng)進(jìn)行探索，并將自旋量子調(diào)控應(yīng)用于凝聚態(tài)物理前沿課題。
在劉剛欽看來，范桁擔(dān)當(dāng)了“領(lǐng)路人”的角色，帶領(lǐng)年輕一代承擔(dān)或參與重大項(xiàng)目，因此，年輕人也得以快速成長。
例如，在此次量子計(jì)算攻關(guān)中，實(shí)驗(yàn)室研究生時(shí)運(yùn)豪和陳馳通也被委以重任，他們幾乎不離實(shí)驗(yàn)室。
時(shí)運(yùn)豪負(fù)責(zé)把超導(dǎo)量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺接入云服務(wù)，為云端和實(shí)驗(yàn)端搭建一座橋梁；而陳馳通負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對量子比特的高精度測控，尋找和優(yōu)化平臺所要用到的門參數(shù)，以提高量子線路在實(shí)驗(yàn)端運(yùn)行的保真度。
“固態(tài)量子實(shí)驗(yàn)室是國內(nèi)較早布局量子科技研究的實(shí)驗(yàn)室，前輩們做出了諸多創(chuàng)新成果，作為年輕一輩，我們會始終堅(jiān)守初心，傳承下去?！?/span>
劉剛欽介紹，為了激發(fā)全體年輕人的動(dòng)力，尤其在今年，固態(tài)量子黨支部將“量子科技與我”作為支部的年度特色活動(dòng)，結(jié)合支部“三會一課”，多次組織支部黨員群眾深入學(xué)習(xí)和領(lǐng)會習(xí)近平總書記對量子科技的重要論述，并組織師生來到香山革命紀(jì)念館，汲取精神力量。
“我們組織的系列活動(dòng)極大地提升了量子科技一線工作者的使命感，凝聚了人心，鼓舞了士氣，我們都在為成為世界領(lǐng)先的量子計(jì)算研究集體而努力?！眲倸J說。
“奮斗百年路，啟航新征程?！崩蠲鞅硎?，物理所將深入學(xué)習(xí)領(lǐng)會習(xí)近平總書記重要講話精神，不斷推動(dòng)黨史學(xué)習(xí)教育走深走實(shí)。作為“國家隊(duì)”“國家人”，心系“國家事”，肩扛“國家責(zé)”。
物理所將永遠(yuǎn)懷著共產(chǎn)主義的信仰，緊緊圍繞黨中央的決策部署，賡續(xù)光榮傳統(tǒng)，弘揚(yáng)科學(xué)精神，堅(jiān)守“創(chuàng)新科技、服務(wù)國家、造福人民”的初心和使命，肩負(fù)起國家戰(zhàn)略科技力量的歷史使命和時(shí)代擔(dān)當(dāng)。
《中國科學(xué)報(bào)》 (2021-09-10 第1版 要聞)
編輯 | 趙路
排版 | 郭剛
*博客內(nèi)容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布，僅代表博主個(gè)人觀點(diǎn)，如有侵權(quán)請聯(lián)系工作人員刪除。
