拍照一张相片，点击发送按钮，短短几秒钟，一张图片在量子光的运载下穿过长达100公里的光纤，完结信息的安全传输。100公里，国际上最长的量子直接通讯间隔纪录就诞生在北京量子信息科学研讨院。
5年来，量子院作为北京市第一批支撑制作的新式研制组织之一，已孕育出一系列国际级科研效果。打破科研单位之间、学科之间、科研与工业之间的“三堵墙”，新式研制组织以敞开立异的斗胆探究，集聚全国甚至全球顶尖人才的聪明智慧，在严重根底前沿科学研讨、要害核心技能攻关方面连续获得打破性展开。
阻挠“偷听风云” 量子直接通讯间隔创国际纪录
离别偷听风云，量子通讯因极高的安全性而成为科学研讨的前沿范畴之一。2022年诺贝尔物理学奖颁发给了量子信息范畴的三位科学家，进一步引发全球对量子科技的高度重视。
北京在量子研讨范畴优势显着。早在2000年，清华大学教授龙桂鲁就带领团队提出了量子直接通讯理论。“使用量子态的特性，咱们能够在信息传递时边查看、边通讯。私自偷听会引发量子态的状况改动，对方既不能躲藏偷听行为，也无法盗取任何信息。”龙桂鲁解说，量子直接通讯将传统保密通讯的密钥分发和密文传输双信道结构，改动为单信道结构，不只能够感知偷听，还能够阻挠偷听。
不过，当2016年龙桂鲁带领团队发动量子直接通讯原理样机的研制时，工程化实践的短板限制凸显出来。“高校科研小团队的力气远远不够。你很难要求物理系的学生知晓电子、半导体、软件编码等技能，所以初始产品里藏着一些小问题，影响了优化晋级的脚步。”
这也折射出其时北京量子研讨的缺乏：中科院、北大、清华等高校院所争相发力，但科研力气涣散，资源优势并未有用转化为竞赛优势。2017年12月24日，由北京市政府建议，联合多家顶尖学术单位一起制作的北京量子信息科学研讨院揭牌建立。作为北京第一批新式研制组织之一，量子院迈出了先行先试的脚步，大力引入全球量子科技范畴人才的一起，还组成起一支高水平工程师组成的技能保证团队，打造产学研全链条疏通的科研渠道。
2019年，龙桂鲁以“双聘制”方式参加量子院，担任该院副院长。在这里，财务科研经费实施“负面清单”，设备收购能“一键下单”，研讨团队充沛感受到新机制下科研制展的“一日千里”。跟着软硬件工程师连续参加团队，新一代样机在规划上愈加老练。
整合资源协同立异，龙桂鲁团队在量子院连续获得打破性效果：2020年成功推出国际首台实用化量子直接通讯样机，首先完结10公里光纤链路每秒4千比特通讯速率的量子保密通话；同年，经过编码优化，直接通讯间隔提升至18公里；2022年，龙桂鲁团队和清华大学教授陆建华团队协作，规划出相位量子态与时刻戳量子态混合编码的新体系，将量子直接通讯间隔一举改写至100公里，创下国际纪录。
这意味着，依托现有的老练技能手段，城市之间已能完结点对点的量子直接通讯。
接打量子电话将在3至5年内完结
根底研讨科研周期长、投入大、转化难，科研人员往往要坐“冷板凳”。但探究不知道国际的好奇心，招引科研人员不断深入前沿范畴。
“一个科学发现究竟‘有没有用’，咱们无法估计，但假如不去做，就只能永久跟在他人的后边。”中科院物理所怀柔研讨部主任吕力表明，没有根底研讨的前进，就没有人类文明的前进。
量子理论诞生在百余年前，第一次量子革新催生了现代信息技能。而使用量子的特性推动量子通讯等范畴走向工业化，就是正在进行的第2次量子革新的方针。“量子技能是从根底研讨到使用转化最快的范畴之一，量子院正是用灵敏的体系机制打通了瓶颈，推动根底研讨的效果向产品化使用转化。”龙桂鲁说。
从试验室到产品的路注定不会一往无前。在测验新一代量子直接通讯样机时，信号怎样也无法接通。为了找到毛病点，团队颇费了一番时刻，花费数月排查了数百个零部件，迷雾总算被拨开——两条光纤在对接时呈现了差错，尽管差错不过毫厘，却导致光路中止。
工程师细心调整后再测验，通了！
现在，第二代量子直接通讯样机的通讯速率达到了每秒千比特的量级，能够安稳完结图文传输，而且已从“1对1”通讯展开到了多人“群聊”，开始构建起了量子直接通讯网络。
“在量子院做科研，很适意。”工程师宋啸天上一年参加了龙桂鲁团队，最近，他正向新一代量子直接通讯体系的芯片建议应战。上个月，他还在为芯片过高的误码率苦恼，经过重复探究、测验，总算有了新打破——经过对要害部件从头规划，芯片误码率降至3%，全体结构也愈加紧凑细巧。
近期，龙桂鲁要把量子直接通讯技能带出试验室，使用已铺设的光纤网络进行测验。“咱们要让技能在实在环境中接受考验，再做进一步优化。”龙桂鲁估计，3至5年内，量子直接通讯网络可能在特别场合使用，完结接打“量子电话”、发送“量子信息”。
北京“怪样子”研讨所的立异“超能力”
与龙桂鲁类似，连续参加量子院的顶尖人才纷繁感受到北京推动前沿立异的加速度。
2019年，长时刻从事超导量子核算和量子模仿研讨的于海峰入职量子院。他快速组成起具有物理、电子、核算机等不同专业布景的40余人科研团队，环绕制作实用化量子核算机的总方针建议攻关。
同年，32岁的常凯在马克斯普朗克微结构物理研讨所完结博士后研讨，尽管没有出名头衔，量子院仍然看到了他的科研潜质。在参加量子院并组成低维量子资料团队后，短短2年时刻，他的研讨效果就登上了《科学》杂志。“量子院关于青年科学家的科研经费支撑力度，让我能够彻底依照自己的设想去制作国际一流的试验室，不用由于经费问题而做出种种退让。”常凯说。
以研制高速光纤量子密钥体系而出名的袁之良在2021年归国，担任量子院首席科学家。量子院对其科研支撑作业的展开，以天为单位核算。从签定聘任合同到在岗投入科研，短短4个月的时刻里，他所需求的科研设备证明、300平方米试验室改造、科研团队组成作业悉数完结。
新的运转体系、新的财务支撑方针、新的绩效评价机制、新的知识产权鼓励、新的固定资产管理方式，量子院不断开释立异生机，新的国际纪录在这里不断诞生。
2021年中关村论坛上，于海峰团队的重磅研讨效果发布——长寿命超导量子比特芯片打破500微秒大关，标志着我国在超导量子芯片研讨范畴走到了国际前列。
本年3月，袁之良团队的试验室发布最新效果，在国际上创始敞开式架构双场量子密钥分发体系，完结615公里光纤量子密钥分发试验。这种敞开式架构规划简练，能极大节省量子网络体系的制作本钱，助力未来完结在城市间拨打“量子语音电话”。
“不彻底像大学、不彻底像科研院所、不彻底像企业，不彻底像事业单位”，不少科研人员将新式研制组织亲热地称为“怪样子”单位。正是这种“怪样子”的探究，打破了根底研讨与工业的隔阂，成功激起和凝集科学家精力，让北京原始立异和前沿探究呈现出“千里马”竞相飞跃的蓬勃生机。
（文章来历：中国经济周刊）
