量子科技事關(guān)國家安全和社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展,必須將創(chuàng)新主動權(quán)和發(fā)展主動權(quán)牢牢掌握在自己手中。自主科技創(chuàng)新體系的建立,需要形成從基礎(chǔ)研究、應用研究、技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化的全鏈條布局。創(chuàng)新全鏈條有賴于長期的積累,因此特別需要面向長遠目標,通過國家層面的頂層設計和前瞻布局,整合優(yōu)勢資源形成自主創(chuàng)新的體系化能力。國家實驗室是實現(xiàn)多學科交叉融合和多技術(shù)領(lǐng)域集成創(chuàng)新的最佳實施平臺,統(tǒng)籌人才、基地、項目等,將為我國量子科技的長遠健康發(fā)展打開新的局面。
目前,在量子通信領(lǐng)域,我國已處于國際領(lǐng)先地位。一方面要加快發(fā)展下一代廣域量子通信網(wǎng)絡技術(shù)體系,進一步擴大領(lǐng)先優(yōu)勢;另一方面需要和用戶部門密切配合,特別是在安全性測評的基礎(chǔ)上推進標準體系的建立,進而推廣在國防、政務、金融等領(lǐng)域的應用,將研究的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢。
在量子計算領(lǐng)域,我國整體上與發(fā)達國家處于同一水平線。鑒于當前量子計算的發(fā)展態(tài)勢迅猛,在加大國家科研經(jīng)費支持力度的同時,也需要進一步引導和鼓勵企業(yè)投入。目前中國很多企業(yè)對量子科技的研發(fā)有所涉獵,但并未把量子科技作為投入重點。未來可以采取構(gòu)建量子科技產(chǎn)學研聯(lián)盟的方式,共享科學裝置,分享研發(fā)成果,既為從事基礎(chǔ)研究的學者提供更豐富的資金支持,也幫助有量子科技研發(fā)條件的企業(yè)更好地加入到量子科技這樣的知識密集型產(chǎn)業(yè)里。
但在量子精密測量領(lǐng)域,我國整體上相比發(fā)達國家還存在一定的差距。為使我國量子精密測量領(lǐng)域盡早達到國際先進水平,需要在建設一流支撐平臺的基礎(chǔ)上,突破與導航、醫(yī)學檢驗、科學研究等領(lǐng)域密切相關(guān)的一系列量子精密測量關(guān)鍵技術(shù),完成一批重要量子精密測量設備的研制。
量子科技已進入到深化發(fā)展、快速突破的歷史新階段,迫切需要多學科的密切交叉以及各項關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)集成。在量子科技領(lǐng)域整合科技資源、集中力量突破,已在主要發(fā)達國家中形成廣泛共識。在這一總體發(fā)展趨勢下,無論是國家層面的規(guī)劃布局,還是高水平人才隊伍的造就與創(chuàng)新要素的統(tǒng)籌,都特別需要發(fā)揮社會主義市場經(jīng)濟條件下新型舉國體制的優(yōu)勢。
事實上,我國一直以來高度重視量子科技。經(jīng)過近20年的發(fā)展,我國在該領(lǐng)域形成了具有相當體量和布局較為全面的研究隊伍,突破了一系列重要科學問題和關(guān)鍵核心技術(shù),產(chǎn)出了多光子糾纏干涉度量、量子反常霍爾效應、世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”、世界首臺光量子計算原型機等一批具有重要國際影響力的成果。總體上看,我國已經(jīng)具備了在量子科技領(lǐng)域的科技實力和創(chuàng)新能力,這是我國量子科技進一步深化發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。隨著量子科技領(lǐng)域國家實驗室和“科技創(chuàng)新2030—重大項目”的推進落實,我國將迎來在該領(lǐng)域占據(jù)國際制高點的重大歷史機遇。
(摘編自潘建偉《凝聚創(chuàng)新力量,形成量子科技發(fā)展體系化能力》)
材料二:
證明量子優(yōu)越性,被認為是量子計算從理論到實踐“里程碑的轉(zhuǎn)折點”。何為量子優(yōu)越性?專家表示:“如果量子計算原型機,在某個問題上的計算能力超過了最強的傳統(tǒng)超級計算機,就證明量子計算在未來有多方超越的可能。”通俗來講,就是用極端復雜的問題來考驗量子計算,讓它在實際應用中證明自己的實力。我國潘建偉團隊構(gòu)建的量子計算原型機“九章”,計算“高斯玻色取樣”問題,處理5000萬個樣本只需200秒,超級計算機則需要6億年。而“九章”只需要在室溫條件下運行。之前,蘋果、騰訊、華為等企業(yè)都把大數(shù)據(jù)中心建立在高海拔、低氣溫、利于服務器散熱的貴州才能更準確運行。
作為世界科技前沿領(lǐng)域,研制量子計算機是世界各國角逐的焦點。此前,美國物理學家?guī)ьI(lǐng)的谷歌團隊宣布研制出53個量子比特的計算機“懸鈴木”,在全球首次實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”。而相比“懸鈴木”,“九章”優(yōu)勢明顯,雖然算的不是同一個數(shù)學問題,但與最快的超算等效比較,“九章”比“懸鈴木”快100億倍。“懸鈴木”雖然運行速度快,但是在技術(shù)上還是存在短板,“打個比方,就是谷歌的機器短跑可以跑贏超算,長跑跑不贏;我們的機器短跑和長跑都能跑贏”,專家如是說。
“九章”只是在量子計算第一階段樹起了一座里程碑,未來的路還很長。一方面,無論是谷歌的“懸鈴木”處理“隨機線路取樣”,還是“九章”求解“高斯玻色取樣”,都只能用來解決某一個特定問題。另一方面,目前可用來搭建量子計算機的材料有限,未來量子計算機的突破,更有可能依賴于新材料在量子計算硬件上的創(chuàng)新。
(摘編自沈慎《“九章”量子計算機的里程碑意義》)
1. 下列對材料一相關(guān)內(nèi)容的理解和分析,正確的一項是(3分)
A. 量子科技的創(chuàng)新全鏈條包括基礎(chǔ)研究、應用研究、技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。當前,我國的量子科技創(chuàng)新全鏈條已經(jīng)基本形成。
B. 目前我國量子計算的發(fā)展前景廣闊、態(tài)勢良好,因此我國很多企業(yè)對量子科技的研發(fā)興趣濃厚,對量子科技重點投入。
C. 我國在量子通信領(lǐng)域領(lǐng)先世界,而在量子計算和量子精密測量領(lǐng)域與發(fā)達國家還存在一定的差距,需要集中力量突破。
D. 社會主義市場經(jīng)濟條件下新型舉國體制,給國家整體規(guī)劃布局、創(chuàng)新要素統(tǒng)籌、高水平人才隊伍的造就提供了有利條件。
2. 根據(jù)材料一和材料二,下列說法不正確的一項是(3分)
A. 國家實驗室既體現(xiàn)了國家層面的頂層設計和前瞻布局,又能整合優(yōu)勢資源,實現(xiàn)多學科、多技術(shù)領(lǐng)域的集成。
B. 從取得的成果看,我國在量子科技領(lǐng)域已經(jīng)具備一定的科技實力和創(chuàng)新能力,將來可能占據(jù)該領(lǐng)域的國際制高點。
C. 在量子科技領(lǐng)域整合科技資源、集中力量突破,已是主要發(fā)達國家的共識,研制量子計算機成為世界各國競爭的焦點。
D. 在室溫條件下,“九章”運行計算“高斯玻色取樣”問題,比“懸鈴木”的速度要快100億倍,有力地證明了量子優(yōu)越性。
3. 根據(jù)材料推斷,下列量子科技研究成果中不屬于“量子通信”領(lǐng)域的一項是(3分)
A. 科學家利用“墨子號”作為量子糾纏源,向遙遠的兩地分發(fā)量子糾纏,實現(xiàn)更高水平的加密數(shù)據(jù)傳輸。
B. “京滬干線”利用量子科學實驗衛(wèi)星作為中繼,把自由空間信道一直拓展到了7600公里的洲際距離。
C. 在定位系統(tǒng)GPS水下失靈的情況下,量子定位系統(tǒng)QPS可以通過測距解決加速計導航不精確的難題。
D. 科學家結(jié)合量子數(shù)據(jù)加密術(shù)和量子密鑰分配術(shù)建立量子密碼數(shù)據(jù)網(wǎng)絡,傳輸?shù)谋C苄缘玫斤@著增強。
4. 請依據(jù)材料二概括“九章”量子計算機的相對優(yōu)勢。(4分)
5. 依據(jù)文本,請就我國如何進一步深化發(fā)展量子科技這一問題談談你的看法。(6分)
答
1.(3分)D(A項,“基本形成”錯;B項,并未重點投入;C項,原文“在量子計算領(lǐng)域,我國整體上與發(fā)達國家處于同一水平線” 。)
2.(3分)D(二者算的不是同一個數(shù)學問題。)
3.(3分)C(屬于量子測量領(lǐng)域。)
4. (4分)計算速度快;環(huán)境適應性強;技術(shù)全面。
評分建議:答對一點2分,兩點3分,三點4分;意思對即可。
5.(6分)在新型舉國體制下國家需要做好頂層設計和前瞻布局,整合優(yōu)勢資源,集中力量突破;科學家需要激發(fā)創(chuàng)造力,提升創(chuàng)新力,掌握并突破關(guān)鍵核心技術(shù);相關(guān)企業(yè)需要積極加入到量子科技知識密集型產(chǎn)業(yè),并加大投入。
評分建議:一點2分,意思對即可。
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