剛剛結(jié)束的GMIC2016全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，人工智能成為萬眾矚目的焦點(diǎn)，自AlphaGo圍棋橫掃李世石之后，人工智能的熱潮再次升溫。毋庸置疑，人工智能正在成為人類未來科技的鮮明符號(hào)。但事實(shí)上，與人工智能相比，量子信息技術(shù)可能更具革命性和顛覆性。

吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院院長孫洪波指出，量子信息技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了理論框架、原理驗(yàn)證、系統(tǒng)演示階段，距離廣泛應(yīng)用還差實(shí)用器件這臨門一腳。量子信息與微納集成器件制備技術(shù)相結(jié)合，量子系統(tǒng)走向小型化、芯片化和集成化，將為其應(yīng)用帶來關(guān)鍵突破。

作為超精細(xì)激光加工領(lǐng)域世界知名的科學(xué)家、教育部“長江學(xué)者”特聘教授，孫洪波目前的研究重心為量子芯片激光微納制備研究。幾個(gè)月前，在國家自然科學(xué)基金委員會(huì)公布的2015年度重大項(xiàng)目評(píng)審結(jié)果中，孫洪波牽頭的“飛秒激光直寫光量子集成芯片基礎(chǔ)研究”重大項(xiàng)目獲得批準(zhǔn)。孫洪波日前接受記者采訪時(shí)表示，“量子技術(shù)是顛覆性技術(shù)”，而中國目前已經(jīng)在量子芯片、量子通信、量子點(diǎn)顯示等領(lǐng)域取得了突破，將為社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人類生活帶來深遠(yuǎn)、深刻的影響。此前，中科院院士歐陽鐘燦、頂尖的化學(xué)家彭笑剛等權(quán)威專家就指出，量子點(diǎn)將是顯示領(lǐng)域的未來，是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新引擎。

孫洪波告訴記者，量子技術(shù)以量子效應(yīng)為基礎(chǔ)，在應(yīng)用上大體上可以分為量子調(diào)控和量子信息兩個(gè)方面。第一方面應(yīng)用主要體現(xiàn)納米材料和納米器件，納米電子和納米光子學(xué)就是當(dāng)前光電子領(lǐng)域的前沿和熱門研究方向：一般將材料的某一個(gè)或者所有維度的尺寸減小納米量級(jí)(0.1nm-100nm范圍)，量子效應(yīng)會(huì)顯著改變材料的光電磁或機(jī)械特性，量子點(diǎn)發(fā)光波長調(diào)控就是利用這一效應(yīng)。第二方面是利用量子效應(yīng)的深度應(yīng)用。當(dāng)前熱門量子通信、量子計(jì)算和量子計(jì)量都屬于這一范疇。兩個(gè)方面的研究相比，前者是基礎(chǔ)，相關(guān)工作如火如荼；后者是前者價(jià)值的又一個(gè)直接體現(xiàn)，已經(jīng)開始發(fā)軔，可能對(duì)信息技術(shù)產(chǎn)生顛覆性影響。

“量子信息技術(shù)具有兩大優(yōu)勢(shì)，一個(gè)是大容量，另一個(gè)是絕對(duì)安全?！睂O洪波介紹說，量子體系的波函數(shù)在空間分布具有幾率性，將信息加載在幾率幅上，加載信息的容量隨量子比特?cái)?shù)呈指數(shù)增長，這就是量子信息大容量、高速度特性。應(yīng)用于密碼破譯時(shí)，當(dāng)前國際公認(rèn)、廣泛使用的密碼體系幾乎無密可保。量子通信還一個(gè)特點(diǎn)，那就是一旦被竊聽，馬上就會(huì)由于信號(hào)丟失被發(fā)覺，所以具有物理本質(zhì)上的絕對(duì)安全性。

量子芯片是量子信息走向大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵一步。據(jù)了解，在當(dāng)前各種微納制備技術(shù)中，飛秒激光直寫技術(shù)由于其內(nèi)稟的高精度三維加工能力受到廣泛重視，量子隨機(jī)行走等大量重要的光量子信息操作原理驗(yàn)證器件，都已經(jīng)利用飛秒激光直寫技術(shù)實(shí)現(xiàn)了。但面向具有實(shí)用前景的光量子集成芯片的要求，該技術(shù)制備的器件本身還面臨損耗、精度和三維拓?fù)涞汝P(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題的挑戰(zhàn)。而孫洪波牽頭的“飛秒激光直寫光量子集成芯片基礎(chǔ)研究”課題，就是要解決這些問題，推動(dòng)量子信息系統(tǒng)邁向固態(tài)器件化、小型化和集成化，希望為我國信息技術(shù)的跨越式發(fā)展提供科學(xué)基礎(chǔ)與核心技術(shù)支撐。

孫洪波認(rèn)為，目前傳統(tǒng)集成電路芯片面臨很大挑戰(zhàn)，摩爾定理發(fā)揮作用的空間越來越小，利用降低線寬、增加單位面積和單位體積內(nèi)晶體管數(shù)目來提高芯片性能的傳統(tǒng)做法，已經(jīng)難以為繼。而通過量子信息技術(shù)，卻有可以讓芯片在處理能力和運(yùn)算速度上產(chǎn)生革命性的提升。

可以說，量子芯片將為芯片產(chǎn)業(yè)帶來了革命性的突破點(diǎn)。事實(shí)上，量子科技正在深刻改變我國多個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國研制的世界首顆量子通信衛(wèi)星有望在今年7月發(fā)射，量子科技助力通信事業(yè)大發(fā)展。而在顯示產(chǎn)業(yè)，自2014年TCL推出中國第一臺(tái)量子點(diǎn)電視后，量子點(diǎn)顯示作為下一代顯示技術(shù)的趨勢(shì)逐漸明朗，越來越受到行業(yè)和專家的關(guān)注和推崇。

“量子點(diǎn)發(fā)光項(xiàng)目技術(shù)成熟度比較高，理論上的瓶頸已經(jīng)沒有了。”孫洪波認(rèn)為，應(yīng)用于顯示的量子點(diǎn)是典型的無機(jī)納米材料，其尺寸在10個(gè)納米以下，可以通過尺寸和表面包覆層調(diào)控發(fā)光波長，這是典型的量子效應(yīng)， 可以實(shí)現(xiàn)紅綠藍(lán)全色發(fā)光，具有更寬廣的色域覆蓋和更精準(zhǔn)的色彩控制。

孫洪波的看法與其他專家不謀而合。今年兩會(huì)期間，中科院院士歐陽鐘燦就指出，量子點(diǎn)技術(shù)不是簡(jiǎn)單的顯示科研成果，而是真正的技術(shù)成果。而全球頂尖的化學(xué)家、浙江大學(xué)教授彭笑剛?cè)涨敖邮苡浾卟稍L時(shí)表示，從低成本、低功耗、低環(huán)境代價(jià)的顯示技術(shù)，擺在人類面前的選擇目前只有一個(gè)、或者說是最可能的一個(gè)，那就是以電致發(fā)光為基礎(chǔ)的量子點(diǎn)LED顯示。

可以說，量子科技蓬勃發(fā)展之勢(shì)已成，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展契機(jī)，注入新的動(dòng)能，進(jìn)而也促進(jìn)了中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

“在當(dāng)前的信息技術(shù)中，量子科技是最具革命性前景的，給整個(gè)人類產(chǎn)生的影響完全是顛覆性的?！睂O洪波認(rèn)為，量子科技的未來充滿無限可能，人類生活和社會(huì)生產(chǎn)都將因量子科技而深刻改變。

“量子芯片支撐下的量子信息系統(tǒng)，或能將人一生的信息記錄下來，再結(jié)合生物技術(shù)通過復(fù)制將實(shí)體造出來，讓人的實(shí)體和“靈魂”再現(xiàn)”，談及自己正在研發(fā)的量子芯片，孫洪波為記者勾勒出了一個(gè)充滿科幻的未來:“量子信息如果進(jìn)一步與人工智能結(jié)合起來，人類自身的命運(yùn)將受到前所未有的挑戰(zhàn)。僅僅是人工智能，就已經(jīng)造成了人類對(duì)自己未來的擔(dān)憂，更遑論量子信息技術(shù)與人工智能相融合的挑戰(zhàn)。

而在量子信息方面，孫洪波認(rèn)為“未來前景不可限量”。他指出，量子通信系統(tǒng)現(xiàn)階段的情況和1946年人類首臺(tái)計(jì)算機(jī)剛出現(xiàn)的時(shí)候很相似，跟當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)誕生的意義一樣重大。事實(shí)上，中國在量子通信上的成就正在引發(fā)全球關(guān)注。美國《大眾科學(xué)》雜志網(wǎng)站3月4日文章刊發(fā)《中國量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星將永久改變加密學(xué)》一文，指出中國即將發(fā)射量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的舉動(dòng)，為中國打造堅(jiān)不可摧的通信系統(tǒng)鋪平道路。這也意味著中國將成為全球量子通信技術(shù)的領(lǐng)頭羊，為中國擴(kuò)大國際影響力奠定基礎(chǔ)。

量子點(diǎn)電視是量子調(diào)控應(yīng)用的牛刀小試。除此之外，量子點(diǎn)的特性其實(shí)非常適合做可穿戴設(shè)備。通過量子點(diǎn)，未來可以實(shí)現(xiàn)隨身太陽能電池、柔性顯示，通過衣服、窗簾等介質(zhì)就可以觀看電視。讓人振奮的是，量子點(diǎn)顯示的未來正在靠近。今年兩會(huì)期間，TCL集團(tuán)董事長李東生在接受記者采訪時(shí)就表示，TCL這兩年一直大力推動(dòng)半導(dǎo)體新工藝的印刷顯示技術(shù)，希望用三到五年的時(shí)間把新一代印刷顯示工藝開發(fā)成熟，能夠在下一輪顯示技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中和國際領(lǐng)先水平同步。

可以說，無論是在量子芯片、量子通信和量子計(jì)算等量子效應(yīng)的深度應(yīng)用，還是在顯示的初露鋒芒，量子科技都呈現(xiàn)出了充滿無限想象的未來。也正是因?yàn)槿绱?，量子科技已?jīng)受到了國家層面的重視，上升到國家戰(zhàn)略。此前，在《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃的建議》起草的時(shí)候，習(xí)近平總書記就指出，要將量子通信列入國家重大科技項(xiàng)目。此外，量子點(diǎn)電致發(fā)光顯示已經(jīng)成功列入戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料國家重點(diǎn)專項(xiàng)中，成為國家戰(zhàn)略級(jí)的未來發(fā)展方向之一。

“量子技術(shù)是顛覆性技術(shù)，它不是幾萬億、十幾萬億的概念，它對(duì)國防、對(duì)經(jīng)濟(jì)帶來的完全是顛覆性的影響?！睂O洪波認(rèn)為，量子科技帶來的，不僅是產(chǎn)業(yè)效益的增長，更重要的是，將對(duì)國防事業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生深刻變革和長遠(yuǎn)影響?！翱梢哉f，人類未來將被量子科技顛覆。”