成都
| 网站首页 |
电话:028-86643862
工作成果

前沿赛道③|前沿技术攻关 量子互联链接世界

来源:| 发布时间:2021.09.10| 浏览:442次

走进电子科技大学沙河校区

几栋工科风格的黄色教学楼映入眼帘

这里,正是量子互联网

前沿研究攻关的“前哨”——

电子科技大学信息与量子实验室

通过几年科研攻关

在这3栋科教楼之间

建成了位于大学校园内的

量子互联网场地系统研究平台!

前沿赛道③|前沿技术攻关 量子互联链接世界

量子科技是新一轮科技革命和产业变革中极具颠覆性、突破性的前沿领域,加快对其前沿领域的研究与布局具有重大科学意义和战略价值。竞逐量子科技赛道,量子互联网的价值在哪里?科研团队取得了哪些进展?

今日,我们将对话电子科技大学信息与量子实验室、量子互联网前沿研究中心教授周强,一探成都这支量子互联网前沿攻关的“重要力量”。

观看视频,请点击以下链接:https://mp.weixin.qq.com/s/o2KgeAoGeqAsLfClwkUXQQ

前瞻布局——搭建量子世界的连接桥梁 校园内量子互联网场地系统平台建成落地

互联网技术已与人们的工作、生活方方面面深度融合,极大地提高了效率,带来了极大地便利。而量子互联网的愿景,即是通过让地球上任意两点实现量子信息的传递,并经过与现有互联网技术的融合,共同勾画出未来万物互联时代的美好蓝图。

“量子科技不断向前发展,它最终的形态应该如同如今的互联网一样——形成量子互联网,这也是量子科技研究的一个重要方向。”周强进一步解释道,它既可以用来传输加密信息,也可以支持基于云的量子计算,有望在多个领域“大显身手”。比如,根据互联网时代的经验,两台计算机的计算能力大于一台计算机的计算能力,那么,当进入量子信息时代,如何实现通用量子计算机的连接?这是需要攻关的重要方向。

周强于2007年前后进入量子科技研究领域。2006年,从电子科技大学毕业后,周强赴清华大学攻读博士学位,随后分别在清华大学和加拿大卡尔加里大学从事博士后研究工作。2017年,他回到电子科技大学执教后,立即加入到郭光灿院士在电子科技大学的研究团队,投入到量子互联网的科学研究工作中。

前沿赛道③|前沿技术攻关 量子互联链接世界


经过几年技术攻关,周强带领研究小组在沙河校区完成了校园内量子互联网场地系统平台的搭建,“我们用3栋楼模拟未来的3个量子中心,并用量子信息技术把它们连接起来,这应该也是国内首个位于大学校园内的量子互联网场地系统研究平台。”周强介绍道。

实验数据显示,这个校园内量子互联网场地系统平台已具备了良好的性能。一般来说,判断通信效果好坏的标准在于——传得快不快、传得远不远、传得真不真。据周强介绍,美国加州理工校园内的费米实验室也建设了这样一张“网”,根据公开数据,在传输距离、传输保真度相同的情况下,电子科大这张“网”的传输速度要快三个量级!

前沿赛道③|前沿技术攻关 量子互联链接世界

▲电子科技大学“校园内量子互联网系统”实物展示

这背后,得益于自主研发的高性能量子信息载源器件。“量子信息要靠什么来承载?要靠量子光源。我们瞄准构成量子互联网的关键器件进行攻关研究,让载源性能在世界范围内处于领先水平。”周强表示,相关的学术成果已发表在Nature子刊《npj Quantum Information》上。

迁移应用——提供行业“量子解决方案” 开展跨学科研究

在紧追量子科技领域前沿研究的同时,周强团队也在积极利用量子科技的相关成熟研究成果赋能现实场景。

为提高光通信系统通信链路的故障检测效率,周强团队与成都成电光信科技股份有限公司在相关领域展开合作,提供了“量子解决方案”——

他们利用光量子探测的灵敏性,把光量子技术中的关键技术模块与传统光纤链路监控系统相结合,研制出国内首个新型监测机载光纤链路健康的设备。该技术也得到了国内某知名通信设备公司的进一步青睐,目前双方正在开展合作研究,推动设备的产业转化落地。

前沿赛道③|前沿技术攻关 量子互联链接世界

“如果把光通信系统比喻成一个人,那么当这个人身体有疾病时,需要做大量扫描,才能找到发病的地方。”周强介绍,利用量子技术,可以大大提高寻找故障点的精度,“过去的技术可以把故障确定在50厘米的范围内,但借助量子技术,可以把故障确定在10厘米、甚至5厘米的范围内,足足缩小了10倍,大大提高了检测效率,能快速确定‘病灶’!”

“这个技术是我们研究量子信息技术的一个附加产品。”在周强看来,实验室在几年时间里取得一系列研究成果,离不开电子科技大学在电子信息学科领域的长期积累,“量子信息技术的发展离不开经典信息技术。”

前沿赛道③|前沿技术攻关 量子互联链接世界

▲郭光灿院士指导信息与量子实验室工作

2016年,中国科学院院士、我国量子光学和量子信息开创者、奠基人郭光灿教授加盟电子科技大学,并担任学校基础与前沿研究院名誉院长。

自电子科技大学信息与量子实验室团队成立以来,已承担多个国家级重大重点项目,发表高水平论文10余篇,并已获得8项发明专利授权。

“我们也在积极与学校内的其他学院加强合作,比如信息与通信工程学院、光电科学与工程学院,电子薄膜与集成器件国家重点实验室等,从通信、光电子、材料等多个领域展开跨学科研究。”周强表示,在量子互联网发展的牵引下,还有许多技术点亟待攻关,实验室也将在量子器件、量子精密测量等领域持续发力,并积极利用现有研究成果与相关公司展开合作。

未来赛道——发挥电子信息学科优势 力争成为行业标准的制定者

虽然已取得了阶段性成果,但周强坦言,从全球来看,量子科技对人类而言仍是一个巨大的“黑箱”,量子科技还处于基础研究到技术攻关再到产业化的萌发阶段,目前仍多以订单式需求的方式为牵引。量子互联网的研究“道阻且长,行者将至”。

前沿赛道③|前沿技术攻关 量子互联链接世界

“量子科技是一个未来的事业,但并不遥远。我们会坚持量子互联网这个方向,逐步解决其中一些关键问题。比如,在系统平台上扩大通信范围,我们要把现在的校域网络扩大,扩大到城市级别;比如,在量子技术的关键器件上,我们要做进一步研发;再比如,从信息处理节点上切入,进军量子计算领域……要做的工作还有很多。”周强说道。

“现在量子科技研究还处于‘百家争鸣’的阶段。许多问题还有待探讨——以量子互联网来说,要怎么建?达到什么指标算建好了?”在周强心里,也迫切地希望,未来,成都研究团队可以回答这些目前业内尚未解决的问题,提供“成都方案”,甚至,可以成为行业标准的制定者。

前沿赛道③|前沿技术攻关 量子互联链接世界

可喜的是,在成都,越来越多的“量子科技”研究力量在加速崛起。在科研攻关上,除了电子科技大学,四川大学、西南交通大学等高校也在开展相关领域研究。此外,中国网安、西南技术物理研究所、中科院光电所、中国工程物理研究院微太中心等多家科研院所也正积极开展量子科技的相关研发工作,打牢了量子技术研究的“成都基础”。

构筑城市未来发展竞争优势,在成都前沿技术攻关的谋篇布局中,量子技术赫然在列。当下,成都大力推进建设具有全国影响力的科技创新中心,加快西部(成都)科学城建设,推进天府实验室建设,并加速量子科技布局。在周强看来,成都布局量子科技有基础、有优势。“但唯有重视量子技术发展,让越来越多的团队、人才加入到这个赛道上,产业才能欣欣向荣;同时,成都要差异化发展,形成错位竞争。唯有提前做好布局和谋划,等到量子产业真正来临时,成都才能脱颖而出。”

据了解,正在组建的天府绛溪实验室,将布局量子互联网前沿中心,汇聚资金、人才等创新要素,推动量子科技研究再上新台阶。