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下好量子科技“先手棋”——记新浦京www81707con物理研究所固态量子党支部

2021-09-10 中国科学报 韩扬眉
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  连续两个月,新浦京www81707con物理研究所(以下简称物理所)怀柔园区X2楼的实验设备轰鸣声不断,一旁的许凯紧紧盯着电脑屏幕上的数据和图谱,滑动鼠标演示着量子比特纠缠态的生成。

  “可以上线了!”许凯激动地说。许凯是物理所固态量子实验室副研究员,他口中可以“上线”的设备正是多量子比特超导量子计算云平台(以下简称超导量子计算云平台),这一平台由物理所固态量子团队自主研发,已于近日上线并正式运行。

  量子科技发展重要且紧迫,需“把握大趋势,下好先手棋”。为抢占量子科技国际竞争制高点,提升量子科技一线工编辑的使命感,物理所固态量子党支部成立“超导量子计算攻关突击队”,把党旗建在科研一线,充分发挥了基层党组织的战斗堡垒作用。

  冲击!攻关“卡脖子”难题

  超导量子计算作为量子计算具有实用化前景的技术路线之一,国际竞争异常激烈。固态量子实验室主任范桁深知,尽快掌握量子计算这种未来的“卡脖子”技术,加快和加强超导量子计算平台建设迫在眉睫。

  “量子计算机拥有强大的运算能力,例如,在一些特定算法上,仅有50多个比特的量子计算机的运算能力可远远超过现有的最强大超级计算机。这种强大的算力有望为人工智能、生物制药、化工能源等领域带来全新的突破。”范桁告诉《中国科学报》。

  物理所党委高度重视,调度该所专家和资源,成立“超导量子计算攻关突击队”,集中攻关这一难题。在党史学习教育中,支部书记范桁带领固态量子党支部,结合实验室发展历程,以我国低温领域开创者洪朝生等老一辈科学家为榜样,传承和弘扬科学家精神,鼓励科研人员肩负科技自立自强重任,争分夺秒干事业。

  许凯等青年科研人员在物理所怀柔综合极端条件实验室夜以继日地坚守奋战,建设实验室,搭建和调试超导量子计算平台,为早日实现平台的运行和上线、抢占量子科技国际竞争制高点而努力。

  功夫不负有心人,具有完全自主常识产权的超导量子计算云平台上线并正式运行。

  该云平台搭载包含10个超导比特的量子芯片,量子比特以一维结构连接。用户可登录云平台网址,在网页端构建量子线路来远程控制真实的量子计算实验设备。该云平台的综合性能、服务能力和量子比特控制精度达到国内先进水准,团队演示了10比特全局纠缠的GHZ态的生成,通过测得的概率结果预计纠缠保真度可达80%以上。

  “完善提升该平台还需要长期的过程,大家追求其全面综合的领先,实现对国外相关平台的替代,形成一种新的科技生态。”范桁说。

  在技术攻关过程中,物理所所长方忠、党委书记李明多次到现场慰问,了解一线科研人员的实际困难并鼓励他们早日攻克“卡脖子”技术,为项目技术攻关提振信心,让党旗在科研一线高高飘扬。

  坚守!鼓励青年聚焦原始创新

  在范桁看来,量子科技看似“很热”,但其实有很多基础理论研究还没有搞清楚,强化基础研究十分必要。

  2018年,从浙江大学博士毕业的许凯被物理所“相中”,“破格”聘为副研究员。当时,数家知名企业以百万年薪向许凯抛出橄榄枝。

  许凯告诉《中国科学报》,量子计算正处于一个从基础研究走向工程化的临界点,但真正要把量子计算做好,还有很多基础问题需要解决。

  4年来,许凯潜心研究,在基础研究领域取得了诸多重要成果。他与合编辑开发出具有20个超导量子比特的量子芯片,并成功操控其实现全局纠缠,刷新了固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界纪录。此外,他还利用16个超导量子比特实现了动力学相变的量子模拟,相关成果发表于《科学》与《科学进展》。

  一直以来,物理所把实现重大原创性成果和解决“卡脖子”问题的能力作为考核评价标准,营造良好环境,鼓励科研人员心无旁鹜、长期稳定深耕基础理论。

  在许凯看来,物理所为年轻科研人员的发展提供了很好、很高端的平台,年轻人与研究所大科学家的交流很方便,科研环境非常自由。

  此外,基金申请很多时候也会向年轻人倾斜,“如果你科研做得好,在物理所是不会被埋没的”。

  物理所将党建工作与科研业务深度融合,充分利用中科院“信念·党旗·科学”党员主题教育基地的辐射力和影响力,以传承老科学家精神、弘扬新时代科学家精神为工作指引,通过开展党员院士讲党课、诵读科学经典、讲老科学家学风家风故事、邀请党员院士写入党誓词、新党员入党宣誓等活动,激发广大中青年科技骨干牢固树立“不忘初心跟党走,科技报国为人民”的理想信念。

  受团队和老科学家精神的感召,许凯入党的意愿更加强烈,最近他已被发展成为入党积极分子。物理所越来越多像许凯这样的青年科技人员扎根基础研究,甘坐“冷板凳”,具有心坚石穿的意志。实验室的诸多职工和学生近期表达了强烈的入党意愿。

  传承!给年轻人压重担

  “量子科技具有发展前景,但它一定会经历一个长期的发展过程,建设一支人才队伍非常重要,大家给年轻人压重担,鼓励他们集中精力攻克难关。大家也不遗余力培养战略和领军人才。”范桁说。

  与许凯同时加入实验室的刘刚钦,如今是党支部副书记、物理所特聘研究员,承担诸多重要项目和研发计划。刘刚钦团队对单个和少数几个自旋量子比特的理解和控制已比较完备,正针对可拓展的更多量子比特系统进行探索,并将自旋量子调控应用于凝聚态物理前沿课题。

  在刘刚钦看来,范桁担当了“领路人”的角色,带领年轻一代承担或参与重大项目,因此,年轻人也得以快速成长。

  例如,在此次量子计算攻关中,实验室研究生时运豪和陈驰通也被委以重任,他们几乎不离实验室。时运豪负责把超导量子计算实验平台接入云服务,为云端和实验端搭建一座桥梁;而陈驰通负责实现对量子比特的高精度测控,寻找和优化平台所要用到的门参数,以提高量子线路在实验端运行的保真度。

  “固态量子实验室是国内较早布局量子科技研究的实验室,前辈们做出了诸多创新成果,作为年轻一辈,大家会始终坚守初心,传承下去。”刘刚钦先容,为了激发全体年轻人的动力,尤其在今年,固态量子党支部将“量子科技与我”作为支部的年度特色活动,结合支部“三会一课”,多次组织支部党员群众深入学习和领会习大大总书记对量子科技的重要论述,并组织师生来到香山革命纪念馆,汲取精神力量。

  “大家组织的系列活动极大地提升了量子科技一线工编辑的使命感,凝聚了人心,鼓舞了士气,大家都在为成为世界领先的量子计算研究集体而努力。”刘刚钦说。

  “奋斗百年路,启航新征程。”李明表示,物理所将深入学习领会习大大总书记重要讲话精神,不断推动党史学习教育走深走实。作为“国家队”“国家人”,心系“国家事”,肩扛“国家责”。物理所将永远怀着共产主义的信仰,紧紧围绕党中央的决策部署,赓续光荣传统,弘扬科学精神,坚守“创新科技、服务国家、造福人民”的初心和使命,肩负起国家战略科技力量的历史使命和时代担当。

  (原载于《中国科学报》 2021-09-10 第1版 要闻)
打印 责任编辑:阎芳

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