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【中关村论坛】北京突破“卡脖子”技术 重大创新成果发布引关注

2021-09-26 06:55 北京日报

来源标题:重大创新成果发布引关注

长寿命超导量子比特芯片。本报记者 王海欣摄

向绝对零度迈进的无液氦稀释制冷机长什么样?长寿命超导量子比特芯片究竟有多长寿?这些问题的答案都已在2021中关村论坛上揭晓。昨天(25日),多项重大成果在2021中关村论坛发布,展现了北京突破“卡脖子”技术、高质量建设国际科技创新中心的最新硕果。其中两项核心技术攻关成果和一项重大行业规范成果,引发广泛关注。

极低温运行的无液氦稀释制冷机

绝对零度是一个理想的、仅存于理论的下限值,其热力学温标写成0K,等于摄氏温标零下273.15度(即-273.15℃)。长期以来,科学家们向着这个目标发起了一次又一次挑战。

如今,在北京,中国科学院物理研究所的研究团队,取得了向绝对零度又迈进一步的成果——它就是亮相于2021中关村论坛、可在10mK(即绝对零度以上0.01度)以下极低温运行的无液氦稀释制冷机。

什么是无液氦稀释制冷机?稀释制冷机是一种能够提供接近绝对零度环境的高端科研仪器,在凝聚态物理、材料科学、粒子物理乃至天文探测等科研领域广泛应用。而无液氦稀释制冷机是商业上可以买到的实现温度最低的制冷机,其不需要液氦辅助,就可以为量子计算机的正常运行提供必要的极低温环境,是量子信息技术研究中不可替代的关键设备。

“目前,我国此类仪器完全依赖进口,是亟待攻破的关键核心技术。”中国科学院物理研究所副研究员姬忠庆表示。

研究人员历时2年半攻克了盘管热交换器和银粉热交换器等多项核心技术难题,自主研制出无液氦稀释制冷机,并成功实现了10mK的连续稳定运行温度,核心指标达到了国际主流产品水平。

研究团队表示,新研制的无液氦稀释制冷机原型机在解决量子计算“卡脖子”问题、加快科技自立自强上迈出了关键的一步,掌握稀释制冷核心技术也标志着我国具备了为量子计算等前沿研究提供极低温条件保障的能力。

破纪录的长寿命超导量子比特芯片

“长寿命超导量子比特芯片突破500微秒大关”,是另一项备受瞩目的创新成果。北京量子信息科学研究院超导量子计算研究员于海峰带领团队对超导量子比特性能进行深入探索,不断优化材料生长和微加工制备工艺,于2021年5月初成功使量子比特退相干时间达到503微秒,打破了2020年3月由美国普林斯顿大学研究组保持的360微秒的世界纪录。

突破500微秒究竟有多牛?北京量子信息科学研究院超导量子计算团队相关负责人表示,在量子物理领域,延长量子比特的相干时间一直是各国技术竞赛的焦点,量子比特的相干时间可以通俗理解为量子比特的寿命。量子比特的寿命越长,人们就可以做更好的量子电路,实现更好的量子计算性能。

专家表示,目前两比特量子门的操作时间已经小于50纳秒,而500微秒的量子比特寿命意味着在寿命时间内可以进行一万次以上的门操作。从某种意义上讲,这个时间已经能够满足一些量子纠错方案,或者实现实用级别的量子算法,这也补足了超导量子计算在量子寿命方面不足的短板。

该研究成果有望观测到原来无法观测到的量子过程或现象,为超导量子计算走向实用化打下了坚实的器件基础。

新规范促进人工智能健康发展

论坛上,国家新一代人工智能治理专业委员会发布了《新一代人工智能伦理规范》,以增强全社会的人工智能伦理意识和行为自觉,促进人工智能健康发展。

据了解 ,《新一代人工智能伦理规范》经过专题调研、集中起草、意见征询等环节,充分考虑当前社会各界有关隐私、偏见、歧视、公平等伦理关切,针对人工智能管理、研发、供应、使用等活动提出了六项基本伦理要求和四方面特定伦理规范。

《新一代人工智能伦理规范》提出,人工智能各类活动应遵循增进人类福祉、促进公平公正、保护隐私安全、确保可控可信、强化责任担当、提升伦理素养的基本伦理规范。具体看,人工智能各类活动应坚持以人为本,坚持公共利益优先,促进人机和谐友好,改善民生;坚持普惠性和包容性,切实保护各相关主体合法权益,推动全社会公平共享人工智能带来的益处;充分尊重个人信息知情、同意等权利,保护隐私安全;保障人类拥有充分自主决策权,有权选择是否接受人工智能提供的服务,有权随时退出与人工智能的交互,确保人工智能始终处于人类控制之下。

责任编辑:詹雨泉(QZ0018)作者:赵莹莹 张航

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