量子科技，是新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。在“新质生产力看北京”主题采访中，记者从市科委、中关村管委会获悉，北京将充分发挥创新资源集聚优势，着眼量子领域全球创新前沿，瞄准科技攻关、成果转化、示范应用、生态培育四大关键点发力，增强量子技术产业发展的体系化能力，推动北京率先建成国家量子科技产业高地。
微型原子钟50万年误差不超1秒
量子计算、量子通信、量子精密测量，是量子科技的三大领域。在北京量子信息科学研究院展厅，记者看到了科研团队已研制成功的微型芯片原子钟，小拇指大，比美国同行的同类产品小一圈。
“人们日常生活中用的表属于传统石英晶振表，运行不到1天就会产生1秒误差，而微型芯片原子钟，运转50万年误差都不会超过1秒。”量子院精密测量团队研究员魏小刚说，这是目前国际上综合性能最佳的一款原子钟，稳定性等指标已超越美国同行。
失之毫厘，谬以千里。利用量子技术来进行时间的精密测量有多重要？魏小刚举例，现代电力网络中发电、输电、配电、故障监测等全部活动，均依赖于系统内部自动化设备的时间同步，如果时钟出现错误，可能会导致大面积停电。
在当下发展如火如荼的无人驾驶领域，高精度的微型原子钟也十分重要。当卫星信号被遮挡或干扰，无人驾驶汽车与卫星导航暂时“失联”时，如何进行自主导航？答案是利用惯性导航技术。魏小刚说，在“惯性导航”系统中，需要给车上的陀螺仪和加速度计提供极精确的时间频率信号，才能使车辆在行进中对自身姿态和位置有准确的认知，从而进行精准导航。
北京量子院研究员杨仁福透露，目前该成果已完成无人机开机搭载试验及大量星载地面模拟试验等，并已成立成果转化公司，未来将大量应用于导航、电力、电信、交通、万物互联等领域。
量子计算机已展开产业化探索
与量子院相距数十公里，一家初创企业已经将光量子计算机推向市场。
量子计算，这个听起来高深的词汇，其所解决的问题其实都与人们生活息息相关。玻色量子创始人、CEO文凯博士介绍，以电力行业为例，新能源电网上有成千上万个用电、发电节点，并且时间、空间分布不均匀，要想将发电、用电量精准统筹好，实现供需平衡，需要进行大量的组合调度工作，其涉及的计算量巨大，用传统经典计算难以满足需求。而使用相干光量子计算机，完成同一问题的计算，速度是经典计算机数百倍以上，随着技术进一步发展，其计算效率还将大幅提升。
在蓬勃发展的人工智能领域，随着生成式人工智能等赛道爆发性增长，现有的神经网络训练主要依赖GPU集群开展，面临计算开销大、周期慢、成本高等缺陷，也大大限制了通用人工智能技术的进一步发展。“我们联合清华大学李升波教授团队提出了一种量化前馈网络的相干光量子计算机训练方法，可以在毫秒内解决大规模的二进制优化问题，为神经网络的快速训练提供了另一种可能性。”文凯说。据悉，这也是国际上首个可以在相干光量子计算机上训练多层神经网络的算法，实现了量子神经网络训练领域的重要突破。
在创业初期，玻色量子研发相干光量子计算机期间就获得了市科委、中关村管委会针对颠覆性技术的资金支持。目前，该团队已在人工智能、金融、通信、能源、云计算等数十个行业领域展开了真机测试、真实场景验证与应用探索，今年公司营收已达数千万元。
打造全球领先的量子产业高地
大规模量子云算力集群、里德堡原子电磁探测系统、新一代量子芯片……在北京量子院展厅内，可以看到处于全球量子科技前沿的最新成果。
“北京是全国量子科技研发人才最集中的区域，这些力量分散在各个大学、科研院所，量子院成立的初衷正是将这些力量集中起来，统筹科研力量推动我国量子科技发展。”北京量子院执行院长常凯说，目前研究院已聚集了超300位全球量子领域的优秀科研人才。
科技部相关负责人傅小锋说，量子科技和产业已成为各国维护国家技术主权与发展主动权的战略制高点之一，是引领科技产业变革与打造国家战略力量的前沿领域。北京作为我国科技基础最为雄厚、创新资源最为集聚、创新主体最为活跃的区域之一，已成为我国量子领域创新的重要一极。科技部将支持北京在量子科技创新能力提升和产业发展方面走在前、做表率，聚焦打造全球领先的创新策源地和量子产业高地。
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