6亿年的计算,只需200秒,什么计算机这么牛?它来自中国,以中国古代最早的数学专著《九章算术》来命名,它就是中国的量子计算机“九章”。鲜为人知的是,“九章”的核心技术支持之一,来自嘉善的一家企业。
走进赋同量子科技有限公司(以下简称“赋同”),总经理张成俊一路将我们带到了企业展厅。“单光子是光能量的最小单位,我们的产品实现了对光量子的极限探测。”张成俊指着企业的核心产品“超导纳米线单光子探测(SNSPD)系统”说道。这款产品在量子计算、量子通信、量子精密测量等多个高科技领域都有应用场景。
就拿量子计算机来说,它是用量子力学原理制造的计算机,而目前的量子计算机使用的是如原子、离子、光子等物理系统,不同类型的量子计算机使用的是不同的粒子,“九章”使用的就是光子。2020年,76光子的量子计算原型机“九章”横空出世,这是全球首次在光量子计算体系中展示出量子优越性,并使我国成为世界上第二个实现“量子计算优越性”的国家。
“‘九章’使用的大部分单光子探测器都由我们提供。” 张成俊说,如果把量子计算机理解成一台笔记本电脑,那么单光子探测器就好比是笔记本电脑的显示器,有了它,量子计算机的能力才能被世人看见。
赋同的超导纳米线单光子探测(SNSPD)系统实际长啥样?“体积很像一台小型冰箱。” 张成俊又带我们来到企业的实验室,里头摆着一台正在调试的探测系统。黑色的方正外壳,有半人多高,还在组装中的机器体内“长”满了组件和电线,乍看其貌不扬。“我们的技术核心,就是将超薄的超导材料做成纳米线的结构芯片,实现单光子的探测。” 张成俊说,但这种芯片需要在零下271℃才能正常运转发挥作用,这首先需要一个稳定低温的工作环境,而后这套系统还要实现与其他室温设备的衔接。
看似单一的一款产品,其实里头有不少“卡脖子”的技术。在产业化过程中,赋同也被“卡”过。一次,产品中需要用的一种“低温射频电缆”海外供应链断了,直接影响了生产。“核心技术必须掌握在自己手中。”这一“卡”,反而激发了企业研发人员的韧劲,不到一年时间,企业就攻破了这一技术,实现了这一配件的自主研发。经此一事,企业梳理了一份“卡脖子”技术清单,开启了一系列的技术攻关。随着一系列技术难题被逐一拿下,企业又开发了低温射频解决方案、低温温度计等特色产品。
全国唯一,全球领先。张成俊告诉我们,目前实现超导单光子领域产业化的企业全球屈指可数,在中国,赋同是唯一的一家。目前,赋同在国内市场的占有率已经达到了七成以上。今年,企业将目光瞄准海外,成了海外分公司,将产品卖到了韩国、瑞士、意大利、德国等地。去年,企业实现年产值愈3000万元,今年预计年产值还将增长30%以上。用技术说话的赋同,拥有一支25人的科研团队,企业的研发经费占到了年产值25%。眼下,企业在做强产品的同时,还准备进军生物成像、低温系统、配件等更多领域。
寻宝我来说:
这两年,中国量子信息技术集中爆发,在量子计算、量子通信、量子精密测量领域中,中国都站上了第一梯队。从“九章”到“九章二号”,再到“祖冲之二号”,中国的量子科技发展突飞猛进。这条与人类未来息息相关的科技赛道,世界各国都在争分夺秒“刷存在”。
1900年,德国柏林大学教授普朗克首先提出“量子论”,但只停留在被动的观测和应用阶段。随着科技进步,人们主动起来,利用量子特性开发各种与量子有关的创业应用,再一次上演科技革命。仅量子计算这一项,就可令现有的运算能力实现指数级增长。不仅快,还保密。量子的“变”,让它具有不可克隆的特性,在量子通信上,它又能实现绝对的保密。不管哪种应用,都有其独特魅力。
抛开前沿的科技,其实量子技术早已走入我们的生活。一盏LED灯,一次简单的出行导航,去医院检查照的核磁共振,这些都用到了量子技术。在科研工作者手中,关于量子信息技术的未来正在被书写,未来,越来越多的量子技术设备将出现在我们的生活中。
(文中图片由受访者提供)
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