当前,量子计算、量子通信、量子精密测量技术快速迭代,量子产业已成为构建新质生产力的重要方向。
在湖南,量子科技是4个未来产业之一。3月25日,落户于长沙市望城经开区的长沙全球量子研发中心,发布了湖南首台套光腔锁频仪,填补了国内高端激光器市场空白。
量子科技在百姓生活中有哪些应用?发展前途如何?湖南产光腔锁频仪应用在哪些领域?政协融媒记者做了采访。
今年3月,我国科学团队在国际上首次实现上万公里星地量子通信,为实用化卫星量子通信组网铺平了道路,引发业界热议。所谓量子科技,是将量子力学原理与信息科学、计算科学、材料科学等学科交叉融合的产物。量子力学慢慢的变成了物理学、化学、生物学、工程学的理论基础,使互联网、计算机、太阳能电池、核磁共振成像、全球导航等技术得以实现。
量子科技离普通人很远吗?长沙全球量子研发中心董事长李丹和记者说:“实际上我们家家户户都在用,量子科技在地质灾害预警、保密、通信、量子医学成像等领域已经有了许多成熟的应用。”
李丹介绍,大家每天使用的导航系统,背后离不开量子技术的支持,原子钟的精准计时让定位误差缩小到米级;量子成像技术能让医生更清晰地看到人体内部结构,提高诊断准确率;量子通信技术正在保护大家的银行转账、在线支付等隐私信息,让黑客无从下手。
至于未来,量子科技将继续改变人们的生活。你的家完全由量子计算机控制,不仅能自动调节温度、湿度,还能根据心情播放音乐、调整灯光;无人驾驶汽车通过量子传感器实时感知周围环境,确保行驶安全,堵车和事故将成为历史;量子生物传感器可以实时监测身体健康情况,提前预警潜在疾病,实际做到“防患于未然”。
“这些看似科幻的场景,正在量子科技的推动下逐步成为现实。”李丹说,她和团队愿意做这场科技革命的“领跑者”。
量子科技有3个赛道——量子计算、量子通信、量子精密测量,长沙全球量子研发中心瞄准的则是量子精密测量这条赛道。该中心发布的光腔锁频仪是量子科学研究的关键装备,基本功能是通过稳定激光频率,确保量子态传输的极低噪声环境。
“量子科技是微观世界的科学,它是观测微观粒子的变化来进行各类研究。而在微观世界里,这些粒子的情绪可没这么稳定,要想让它们乖乖听话,就需要借助激光的力量。”李丹解释,气温变化、振动、电磁噪声都能让普通激光“飘忽不定”,而锁频仪能让激光“风雨不动安如山”。
作为精密光学设备,光腔锁频仪性能可完全达到进口替代,价格仅为进口同种类型的产品的20%。在量子计算、通信、传感等高精尖领域高度依赖进口器件的背景下,这一成果的落地标志着中国在量子科技“卡脖子”环节的自主化进程迈出关键一步。
长沙量子研发中心正在推动多个应用场景项目的产业化。比如,2025年可实现产业化的产品之一——量子探针,作为微弱电场噪音的测量仪,能够适用于储能设备等及新能源电池等产品的测量。预计到2030年,将实现5个项目孵化,预计年产值达10亿元。
“量子科学技术产品要从实验室走出来,实现产业化,产品的低成本、高良率、规范化的高性能制造是关键,需要相关应用场景的企业一同努力。我们也期待与务实的企业家精诚合作,加快产品的生产及市场进程。”李丹说。
2024年,为了响应“长沙建设全球研发中心城市”和“湘商回归”的号召,李丹带着团队从粤港澳大湾区回来,当年7月注册成立了长沙量子研发中心有限公司。
“望城经开区‘把最好的地块留给研发机构,最好的风景留给研发人才’这一理念很吸引人,服务和响应也非常快速、周到,坚定了我们在这里发展的信心。”李丹介绍,2024年4月第一次对接,6月项目落地,2025年春天顺利完成了项目建设及产品的研发。
实现高水平科技自立自强,归根结底要靠高水平创新人才。李丹坦言:“我们在人才招聘上存在一定困难。因为国内高校尚未开设量子科技的相关专业,只能从基础物理和应用数学专业去招聘工作人员,然后再进行培养。”
李丹计划建立研发中心,与国防科技大学、湖南师范大学等高校建立合作,培养本地青年人才。
2025年是联合国宣布的“国际量子科学与技术年”,李丹正在打造面向公众的量子科技科普中心,“希望能以通俗易懂的方式传播量子知识,激发年轻人对量子科技的兴趣和热情,培养未来量子科学技术人才。”