由人力资源和社会保障部、北京市政府主办的“量子科技前沿专家创新大讲堂”近日在北京量子信息科学研究院举行。北京量子所所长、清华大学副校长薛其坤院士，国家自然科学基金委员会副主任、北京大学教授谢新成院士，北京计算科学研究中心主任林海清院士，中科院半导体所研究员常凯院士等专家出席大讲堂，围绕量子态控制、量子计算与模拟技术、量子网络、量子信息系统技术等领域，分享量子科技前沿新进展，探讨量子科技发展新思路。
中国在量子科技的多个领域处于国际领先地位。
一个国家量子科技研究的实力取决于高水平的研究机构和人才。薛其坤院士介绍，2017年底，北京联合中科院、清华大学、北京大学等国内顶尖高校和研究机构，成立了北京量子学院。
“围绕量子科技前沿方向，北京聚集了一大批量子科技领域的高精尖人才。”北京量子所成立三年来，在全球招募了150多名专职研究人员，组建了10多个研究团队，初步完成了微纳加工和综合测试平台建设。中国在几个领域一直处于国际领先地位。
目前北京的量子技术主要研究方向有哪些？薛其坤说:“有五大研究方向:量子物态、量子计算、量子通信、量子材料与器件、量子精密测量。未来，北京量子所将针对国家重大需求，进一步聚焦具有重大应用前景的原创性基础研究。”
量子科学技术领域取得了大量原创性成果。
中国科学家在量子科学技术的多个领域，特别是基础研究领域处于领先地位，近年来取得了一批重大成果。
谢新成院士介绍了他的团队对“拓扑半金属中的三维量子霍尔效应”的研究:“我们研究了外层半金属中的三维量子霍尔效应，明确了边缘态的完整图像。我们的工作揭示了外半金属中三维量子霍尔效应的新颖边缘态的本质。”
“窃听不动，量子直透！”清华大学教授团队报告了他们的量子直接通信研究进展。“量子直接通信是我们最初在2000年提出的一种新的量子保密通信技术，用于防止窃听。它直接利用量子态传输秘密信息。北京量子学院和清华大学的联合团队最近成功研制出量子直接通信的实用样机，用10km光纤实现了4kbps的量子直接通信。”
量子科技是一项重大的颠覆性技术创新。很多人不了解量子科学技术的原理和应用，持怀疑态度。常凯院士介绍:“以半导体量子结构的自旋-轨道耦合效应为例，在过去的20年中展现了许多新奇的物理现象，并实现了一些器件应用。它不仅具有重要的应用价值，而且是探索量子效应的优秀实验平台。它可以结合维度效应、关联效应和能带拓扑性质，研究这些效应相互作用所导致的新的量子相位和量子效应。”
量子计算取得了哪些进展？
随着量子科学技术的快速发展，它已经成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。量子计算机是世界各国科学家研发的热点，中国量子科学家在这一领域取得了进展。
北京大学王坚教授表示，“近年来，量子计算机的发展已经成为量子科学技术前沿的焦点和量子超越的核心方向。目前量子计算研究的核心问题是量子比特难以大规模扩展。探索对环境扰动不敏感的拓扑量子计算成为解决这一困境的重要途径。我们的研究团队和合作者在高温超导薄膜表面有了新的发现，首次揭示了二维高温超导体中一类拓扑线缺陷末端的零能激发，将majorana零能模和拓扑量子位的研究温度提高了一个数量级。它具有材料单一、工作温度高、外磁场为零的优点，为进一步实现适用的拓扑量子比特提供了方案。”
中国科学院物理研究所研究员范浩说:“超导量子计算发展迅速。由于其高可扩展性，是科研机构和高科技公司采用的量子计算技术的主要路线之一。最近，我们在超导量子计算的研究方面取得了一系列进展，包括多体物理的超导量子模拟、量子机器学习、多比特量子态制备等。目前国内外的团队都在瞄准低噪声、中规模量子计算的目标，预计未来几年将会出现一系列成果。中短期内超导量子计算应用正反馈的实现，将支撑量子计算的可持续发展，最终实现量子计算从科学研究到实际应用的跨越。”
北京量子所副研究员裴天说:“要建造一台拥有上亿物理比特的通用量子计算机，现有的技术和系统在设计、工艺和运行环境的兼容性方面很难满足要求。用量子点束缚电子作为量子位的载体，早在22年前就有人提出。随着加工和生长技术的进步，这一方向近年来取得了快速发展。通过使用核自旋为0的IV族材料，可以基本消除材料中磁噪声的干扰，从而获得高性能的自旋量子比特。它与传统集成电路高度兼容，可以在高温下工作，这使得该方案在构建通用量子计算机方面具有巨大潜力。”
