量子科技，是新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。北京作为我国科技基础最为雄厚、创新资源最为集聚、创新主体最为活跃的区域之一，已成为我国量子领域创新的重要一极。
近日，北京商报记者在“新质生产力看北京”主题活动中，走进北京量子信息科学研究院（以下简称“北京量子院”），深入了解量子信息的前沿发展，探究量子技术如何赋能各种产业生态。
尺寸只有拇指大小
在北京量子院展厅内，北京商报记者看到了科研团队最新研制的微型芯片原子钟，尺寸只有拇指大小。微型原子钟以卓越的计时精度著称，相较于传统计时设备，其精度呈现出数量级上的优势，历经数十万年的运转，其与标准时间的偏差可能仅在数秒之内，能够为各类对时间精度要求严苛的应用场景，提供可靠的时间基准。
在这方面，北京量子院无疑走在世界前沿。据北京量子院精密测量团队副研究员魏小刚介绍称，该产品是目前国际上综合性能最佳的一款原子钟，相比人们生活中用的石英晶振表，原子钟运转50万年，误差都不会超过一秒。而石英晶振表运行不到一天就会产生一秒误差。北京量子院所研制的这枚原子钟，稳定性等指标已超越美国同行。
也正是因为尺寸小巧，原子钟可被制作成多种微型样态，如芯片状等，能够便捷地集成于各类小型电子设备之中，既不会占据过多的空间，又能为设备赋予精准的计时功能。例如，可被安装于手机、平板电脑等移动终端设备，或是小型的航空航天设施，从而满足这些设备对于精确时间的需求。
魏小刚介绍称，在现代电力系统中，发电、输电、配电、故障监测等全部活动，均依赖于系统内部自动化设备的时间同步，如果时钟出现错误，可能会导致大面积停电，而原子钟能很好地解决这一问题。
无人驾驶技术也与原子钟息息相关。魏小刚说，在“惯性导航”系统中，需要给车上的陀螺仪和加速度计提供极精确的时间频率信号，才能使车辆在行进中对自身姿态和位置有准确的认知，从而进行精准导航。
强大的研发力量
据介绍，北京量子院成立于2017年，是由北京市政府发起，联合北京多家顶尖学术单位共同建设的新型研发机构。
采访中，北京量子院执行院长常凯介绍称，北京是全国量子科技研发人才最集中的区域，这些力量分散在各个大学、科研院所，量子院成立的初衷正是将这些力量集中起来，统筹科研力量推动我国量子科技发展，目前研究院已聚集了超300位全球量子领域的优秀科研人才。
记者了解到，北京量子院整合了北京现有量子物态科学、量子通信、量子计算、量子材料与器件、量子精密测量等领域骨干力量，大力引进全球顶级人才，形成以国际一流科学家为核心的结构稳定、学科全面的研究梯队。
同时北京量子院组建了一支由世界级水平工程师组成的技术保障团队，建设顶级实验支撑平台，力争在理论、材料、器件、通信、计算及精密测量等基础研究方面取得世界级成果，并推动量子技术走向实用化、规模化、产业化，不断完善知识产权体系。
在今年的中关村论坛上，北京量子院的成果已经大放异彩。北京量子院联合中国科学院物理研究所、清华大学在2024中关村论坛年会开幕式上发布其最新成果“大规模量子云算力集群”。五台百比特规模的新一代量子计算系统，通过与经典计算融合，可以形成集群协同工作。
早在去年北京量子院就发布了Quafu（夸父）量子计算云平台，上线了三枚超导量子计算芯片，分别有136、18和10个量子比特，用户可以自主选择合适的芯片运行量子计算任务。目前，平台已执行超300万个任务。今年新上线的量子云可用物理比特数达到590个以上，平均两比特门保真度达到97%以上，其中保真度最高的芯片达到了99%，综合指标进入国际前列。
放眼北京市未来量子产业发展，市科委、中关村管委会相关负责人表示，北京将充分发挥创新资源集聚优势，着眼量子领域全球创新前沿，瞄准科技攻关、成果转化、示范应用、生态培育四大关键点发力，增强量子技术产业发展的体系化能力，推动北京率先建成国家量子科技与产业高地。
北京商报记者 王柱力
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