量子科技是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的前沿領(lǐng)域。北京作為我國科技基礎(chǔ)最為雄厚、創(chuàng)新資源最為集聚、創(chuàng)新主體最為活躍的區(qū)域之一，已成為我國量子領(lǐng)域創(chuàng)新的重要一極。

在“新質(zhì)生產(chǎn)力看北京”主題活動中，記者走進北京量子信息科學研究院（以下簡稱“北京量子院”），深入了解量子信息的前沿發(fā)展，探究量子技術(shù)如何賦能各種產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

在北京量子院展廳內(nèi)，記者看到了科研團隊最新研制的微型芯片原子鐘，尺寸只有拇指大小。這種微型原子鐘以卓越的計時精度著稱，相較于傳統(tǒng)計時設(shè)備，其精度呈現(xiàn)出數(shù)量級上的優(yōu)勢。歷經(jīng)數(shù)十萬年的運轉(zhuǎn)，其與標準時間的偏差可能僅在數(shù)秒之內(nèi)，能夠為各類對時間精度要求嚴苛的應(yīng)用場景提供可靠的時間基準。據(jù)北京量子院精密測量團隊副研究員魏小剛介紹，該產(chǎn)品是目前國際上綜合性能最佳的一款原子鐘，相比石英晶振表，原子鐘運轉(zhuǎn)50萬年，誤差都不會超過一秒。而石英晶振表運行不到一天就會產(chǎn)生一秒誤差。北京量子院所研制的這枚原子鐘，穩(wěn)定性等指標已超越美國同行。

由于尺寸小巧，這種原子鐘可以被制作成多種微型樣態(tài)，如芯片狀，便捷地集成于各類小型電子設(shè)備之中，既不會占據(jù)過多的空間，又能為設(shè)備賦予精準的計時功能。例如，它可以安裝于手機、平板電腦等移動終端設(shè)備，或是小型的航空航天設(shè)施，從而滿足這些設(shè)備對于精確時間的需求。

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，發(fā)電、輸電、配電、故障監(jiān)測等全部活動均依賴于系統(tǒng)內(nèi)部自動化設(shè)備的時間同步。如果時鐘出現(xiàn)錯誤，可能會導(dǎo)致大面積停電，而原子鐘能很好地解決這一問題。無人駕駛技術(shù)也與原子鐘息息相關(guān)。在“慣性導(dǎo)航”系統(tǒng)中，需要給車上的陀螺儀和加速度計提供極精確的時間頻率信號，才能使車輛在行進中對自身姿態(tài)和位置有準確的認知，從而進行精準導(dǎo)航。

北京量子院成立于2017年，由北京市政府發(fā)起，聯(lián)合北京多家頂尖學術(shù)單位共同建設(shè)。北京量子院執(zhí)行院長常凱表示，北京是全國量子科技研發(fā)人才最集中的區(qū)域，這些力量分散在各個大學、科研院所。量子院成立的初衷正是將這些力量集中起來，統(tǒng)籌科研力量推動我國量子科技發(fā)展。目前，研究院已聚集了超300位全球量子領(lǐng)域的優(yōu)秀科研人才。

北京量子院整合了北京現(xiàn)有量子物態(tài)科學、量子通信、量子計算、量子材料與器件、量子精密測量等領(lǐng)域骨干力量，大力引進全球頂級人才，形成以國際一流科學家為核心的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、學科全面的研究梯隊。同時，北京量子院組建了一支由世界級水平工程師組成的技術(shù)保障團隊，建設(shè)頂級實驗支撐平臺，力爭在理論、材料、器件、通信、計算及精密測量等基礎(chǔ)研究方面取得世界級成果，并推動量子技術(shù)走向?qū)嵱没⒁?guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化，不斷完善知識產(chǎn)權(quán)體系。

在今年的中關(guān)村論壇上，北京量子院發(fā)布了“大規(guī)模量子云算力集群”，展示了5臺百比特規(guī)模的新一代量子計算系統(tǒng)，通過與經(jīng)典計算融合，可以形成集群協(xié)同工作。早在去年，北京量子院就發(fā)布了Quafu（夸父）量子計算云平臺，上線了3枚超導(dǎo)量子計算芯片，分別有136、18和10個量子比特，用戶可以自主選擇合適的芯片運行量子計算任務(wù)。目前，平臺已執(zhí)行超300萬個任務(wù)。今年新上線的量子云可用物理比特數(shù)達到590個以上，平均兩比特門保真度達到97%以上，其中保真度最高的芯片達到了99%，綜合指標進入國際前列。

未來，北京將充分發(fā)揮創(chuàng)新資源集聚優(yōu)勢，著眼量子領(lǐng)域全球創(chuàng)新前沿，瞄準科技攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化、示范應(yīng)用、生態(tài)培育四大關(guān)鍵點發(fā)力，增強量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的體系化能力，推動北京率先建成國家量子科技與產(chǎn)業(yè)高地。