近年来,光量子技术与量子信息研究进入加速期。以光子为信息载体的量子计算路线,芯片化集成、器件性能提升、系统级联调等进展明显,多类原型系统已实现关键算法的概念验证;,面向实际应用的量子通信网络健全,在城域、干线与多节点互联等方向开展,并与高性能计算、智能计算等前沿技术呈现交叉融合趋势。业内普遍认为,光量子路线在室温工作、传输损耗可控、易于网络化等上具备独特优势,但要从“可演示”迈向“可规模化部署”,仍需基础器件、系统架构与工程标准层面形成合力。 因此,“光量子计算与量子信息”圆桌论坛将于4月25日16:00至17:30在量子光学分会场举行。论坛由北京大学博雅特聘教授许秀来主持,邀请多位在量子光学与量子信息方向长期深耕的专家学者,共同围绕光量子技术从基础研究走向产业应用的关键路径展开讨论,力求在路线选择、技术瓶颈、生态协同等上形成更具操作性的研判与共识。 问题层面,光量子技术当前面临的突出矛盾,集中体现“从单点突破到系统能力”的跃迁:一是光量子计算的可扩展性仍是制约因素,涉及光源一致性、干涉稳定性、探测效率、器件良率与系统级误差累积等多项问题;二是噪声与损耗导致的鲁棒性不足,使得大规模运行对环境控制、误差抑制和容错机制提出更高要求;三是工程集成与可制造性挑战突出,特别是在光子芯片、混合集成封装、电子学协同控制以及测试标定体系等环节,尚需形成更成熟的产业链协同与标准化能力。 原因分析上,一上,光量子系统由光源、调控、干涉网络、探测与反馈控制等多个子系统耦合构成,任何单环节的性能波动都会被系统放大,导致实验室条件下的优势难以直接迁移到工程场景;另一方面,量子态对噪声极为敏感,且随着规模扩大,误差模型更复杂、校准成本更高,迫切需要从器件层的低损耗、高一致性出发,走向体系化的误差表征、抑制与纠错设计;同时,跨学科协同不足也会拉长技术落地周期,尤其“光学—材料—微纳制造—电子控制—软件栈”全链条协作上,需要建立更稳定的联合攻关机制。 影响层面,上述关键难题是否能够取得突破,直接关系到光量子计算与量子网络的应用边界与产业节奏。若可扩展性与工程化能力明显提升,将加速形成具备可重复、可交付特征的系统平台,为高精度测量、组合优化、特定物理模拟以及安全通信等应用打开更大空间;反之,如果器件一致性、稳定运行和规模化制造等上进展缓慢,技术将长期停留原型展示阶段,产业投入与应用信心也会受到影响。因此,围绕核心瓶颈开展共识性讨论,对合理引导资源投入、避免同质化重复、促进关键环节突破具有现实意义。 对策层面,本次圆桌论坛设置三项核心议题,直指行业痛点与潜在突破口:其一,围绕“光量子计算的可扩展性瓶颈与突破路径”,将讨论可扩展架构选择、器件与系统误差的协同优化、稳定运行与可制造性之间的权衡等问题;其二,围绕“光量子信息与智能计算的融合:机遇与挑战”,将探讨量子算法与数据特征匹配、软硬件协同、混合计算范式以及可验证性与可评测体系建设;其三,围绕“连续变量光量子信息发展趋势”,将讨论连续变量在光量子平台上的潜在优势、关键器件指标、误差与纠错路线,以及与现有通信与测量体系的衔接方式。通过议题化讨论,推动“从科学问题到工程方案”的转化,促进产学研形成更顺畅的对接机制。 嘉宾阵容上,论坛将汇聚来自高校与科研机构的代表性研究者。公开信息显示,华东师范大学教授荆杰泰长期从事量子光学与量子信息研究,量子光源制备及其在量子信息应用上取得多项成果;中国科学技术大学教授项国勇在量子测量、噪声环境下的通信与测量等方向开展理论与实验研究。与会专家将从不同技术路线、不同应用牵引角度出发,围绕关键指标、工程约束与发展节奏给出研判,为有关研究人员与产业界人士提供交流平台。 前景判断上,随着光子芯片、微纳制造与系统封装能力提升,以及应用牵引逐步清晰,光量子技术有望在若干“先落地、可评测、可交付”的场景中率先形成突破,并通过标准化与平台化推动规模扩展。业界预计,未来一段时期内,围绕可扩展架构、低损耗器件、稳定控制与误差抑制的联合攻关将更为密集,跨学科协作与开放共享的测试评测体系也将成为竞争焦点。
在量子科技发展的新阶段,能否将技术突破转化为可复制、可扩展的工程能力至关重要。通过学术讨论凝聚共识、联合攻关打通产业链、以应用需求为导向,将是推动光量子技术从实验室走向产业的关键。