张翼燕:第二次量子革命序幕拉开(2)

张翼燕:第二次量子革命序幕拉开(2)

欧盟委员会认为,这一旗舰项目将刺激欧洲量子技术的发展,这些技术是“第二次量子革命”的一部分。第一次量子革命揭示了量子力学的基本原理,激光和晶体管等设备因此问世。

《宣言》建议量子技术旗舰计划投入10亿欧元,其目标与《地平线2020计划》的三大支柱相符。在科学卓越方面,增强欧洲在量子研究方面的科学领导力和卓越性;在工业引领方面,要建立极具竞争性的量子产业,确保欧洲在未来全球产业蓝图中的领导地位,把欧洲打造为一个有活力和吸引力的区域。在社会挑战方面,充分利用量子技术的发展,更好地解决健康、能源、环境和安全等领域的重大挑战。

美国:视量子技术为增强国家安全的突破性技术

DARPA(美国国防部先进研究项目局)始终站在美国国防科学研究最前沿。2015年3月,DARPA发布《增强国家安全的突破性技术》报告,确定了九大核心技术领域,量子科学是其中之一。DARPA将这些核心技术作为研发重点,努力使美国军事能力不断产生新的飞跃。

DARPA在报告中指出,DARPA当前正在着手构建新能力,要“掌握并利用量子物理学”,随着对集体量子行为的深入了解及在光与物质系统精密工程方面取得的新进展,可以对新型材料和设备进行深度控制。DARPA正在快速推进量子技术,包括纳米/量子的光-电-机械结构工程,通过光冷技术实现对冷原子的精确控制等。这些技术为生化探测、通信和信息处理、计量、电磁频谱的深度控制等带来了新生力量。

2015年4月,麻省理工学院发布研究报告,提出了联邦政府需要加强投入的15个关键领域,其中之一为量子信息技术,其基础研究重点包括:开发结合多个量子位之间的信息交换方法、测量和控制技术,以及设计实际应用的量子系统架构。报告指出,这些技术对于美国国家安全、社会经济发展和人类福祉至关重要。

美国国家科学技术委员会在今年7月发布了《推进量子信息科学:国家的挑战与机遇》的报告。该委员会认为量子计算能有效推动化学、材料科学和粒子物理的发展,未来可能最终会颠覆众多科学领域。美国政府随即在官网发文,督促学术界、工业界和政府相关部门尽快就量子信息科学议题进行交流,以保证量子信息研发的关键需求得到满足。目前,美国科技公司谷歌、IBM等已经在量子计算机领域有所投入。

日本:积极推进光·量子技术的研发与应用

光·量子技术(光科学技术与量子束技术)是支撑包含产业技术、社会基础设施技术在内的诸多领域技术革新的重要基础技术,可以说是科学技术的“基础设施”。日本在“量子束技术”与“光科学技术”领域处于世界领先地位。早在2011年12月,日本便在学术审议会尖端研究基础委员会下设“光·量子束研发作业委员会”。该机构立足于光·量子技术的研发现状与国内外的情况,针对现在的课题以及今后推进的战略政策方针进行研讨。日本还将其运用到新素材的开发以及品种改良、研制新药品等诸多领域,促进了产业领域的高度化发展,增强了日本的国际竞争力。

在光科学技术领域,日本拥有成熟的半导体电子技术、光纤技术等激光技术。最先进的激光技术具有高精度、高能量密度以及高效率能源转换性能等特征,是被广泛应用于各尖端科技领域的先导基础技术。日本拥有众多开展光科学尖端研究的基地,比如光科学中心、电气通信大学的激光新一代研究中心、物理化学研究所等。此外,日本在信息通信、太阳能电池以及产品评估技术等领域,也具有较高的国际竞争力。

量子束技术作为一项基础技术,已经广泛应用于从基础科学到产业应用的诸多领域。例如,日本拥有光子工厂等放射光设施以及多种量子束设施,量子束研发已经进入了一个新时代。尤其,X射线自由电子激光设施SACRA是量子束技术衍生出来的相干光源技术,今后,如果能够与光科学技术融合,将成为取得飞跃式发展的重要技术。

责任编辑:蔡畅校对:杨雪最后修改:
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