三個團隊“賽馬”衝刺量子計算

編者按 項目經理制度是上海正在推進的科技計劃管理改革重要舉措。市科委聚焦量子計算、腦機接口、綠色燃料等未來產業，組建了項目經理團隊，旨在增強戰略敏捷和戰略主動，強化科技創新策源功能，發展新質生產力。項目經理團隊如何培育未來產業？上海在多個產業方向上取得了哪些成果？本報今起推出“跟着項目經理看未來產業”系列報道，與讀者分享在項目經理團隊推動下，上海搶抓前沿技術發展先機，加快推進未來產業引領地建設的進展。

本報記者 俞陶然

近日，微軟首席執行官納德拉發佈了量子處理器“馬約拉納1號”。看到消息後，上海市科委量子計算項目經理仲東亭立即聯繫上海量子科學研究中心副主任陸朝陽，討論這一成果的含金量。這樣的討論經常進行，陸朝陽教授説：“項目經理反應很快，提的問題很專業，緊緊咬住國際前沿動態。”

“量子科技”寫入了今年的政府工作報告。作為這一未來產業的核心產品，量子計算機遵循量子力學規律，有望在化學催化、材料合成、藥物研發、金融交易等很多領域提供遠超經典計算機的算力。面向這一未來產業，市科委去年6月組建了量子計算項目經理團隊，開展科技戰略研究、產業一體化佈局和全鏈條管理。

如今，上海三個科研團隊正循着中性原子技術路線，研製量子計算原型機，已取得階段性成果。

“賽馬制”跑出科研加速度

什麼是中性原子量子計算？記者近日跟着項目經理團隊，走進了復旦大學物理學系和上海量子科學研究中心的實驗室。

與人們印象中的計算機截然不同，實驗室裏的量子計算機雛形遍佈光學器件。“這些器件把激光分成很多束，再通過兩個超高真空腔，把銣原子或銫原子冷卻到接近絕對零度，這樣我們就能用光鑷操控單個原子”。復旦大學教授李曉鵬告訴記者，“操控單個原子，是構建中性原子量子計算機的前提。”

據介紹，中性原子是整體呈電中性的原子，科學家可以用激光操控中性原子的量子態，將其作為量子計算機的基本單元——量子比特。在研發量子計算機的多條技術路線中，中性原子是“後起之秀”。2023年12月，哈佛大學與麻省理工學院科研團隊的重磅論文登上《自然》雜誌，他們用中性原子體系研發出量子計算原型機，它有48個邏輯量子比特，展示了這一技術路線的巨大潛力。

“中性原子量子計算路線新、性能優，而且上海有多個冷原子物理團隊和相關設備製造企業，有機會在這條賽道上趕超國際領先團隊。”仲東亭説。基於此，市科委採用“賽馬制”，立項支持三個團隊研究中性原子量子計算。他們的目標是：今年底研製出有上千個量子比特、保真度等參數達標的中性原子量子計算原型機。

與“賽馬制”匹配的機制是“里程碑”。在為期一年半的量子計算項目中，項目經理設置了一箇中期考核里程碑，每三個月設置一個小里程碑，定期評估三個團隊的科研進展。下轉 12版（上接第1版）如果某個團隊沒通過中期考核，市科委將及時研判，調整計劃或“剎車止血”。今年底項目驗收後，將根據三個團隊的原型機質量啓動下一輪項目支持。

在這些機制的激勵下，上海科學家只爭朝夕，進展迅速。經項目經理牽線，上海量子科學研究中心與上海人工智能實驗室合作，用神經網絡方法顛覆傳統物理學方法，能快速完成大規模原子陣列重排。在預印本網站arXiv上，他們報告了上千個無缺陷原子陣列的誕生，其規模創造了世界紀錄。在復旦大學，李曉鵬團隊已構建200個光鑷原子陣列，以及適配於中性原子的高效量子計算架構和算法，跑出了科研加速度。

項目經理“懂行”又“懂經”

在政府科技計劃管理領域，項目經理制度源於美國國防高級研究計劃局（DARPA）。李曉鵬説，DARPA項目經理非常專業，能與科學家討論項目中的技術細節，而且在交流中善於捕捉科學家的創新思路，給出相關建議。他們還善於遴選多學科團隊，組織學科交叉研究。

上海市科學學研究所副研究員趙越介紹，DARPA選聘項目經理時，要求他們在企業、學術機構或軍隊有5年以上工作經驗，取得產品上市、創辦企業或領導研究機構等成就。項目經理有很大的決策權和管理權，參與項目全生命週期管理，包括徵集項目提案、決定研究計劃、設定里程碑目標、調整團隊、協調資源等。

他山之石，可以攻玉。市科委組建的項目經理團隊以專業化為目標，要求“懂科技、懂產業、懂投資”。為此，量子計算項目經理團隊吸納了市科委公務員、上海市科學學研究所的產業創新研究人員、上海未來產業基金的投資人團隊和孵化器服務團隊。

項目經理團隊成立後，組建了戰略專家小組。量子計算專家與項目經理經常溝通，研判全球科研和產業動向。“市科委項目經理前幾天問我，qLDPC糾錯碼和表面糾錯碼的閾值哪個高？這是非常專業的量子糾錯問題，他的專業性已接近DARPA項目經理。”李曉鵬感嘆。

全產業鏈培育“隱形冠軍”

謀劃未來產業，不僅要佈局科研項目，還要開展全產業鏈佈局。項目經理團隊正在培育設備研發類“隱形冠軍”企業，支持它們研發量子計算機標準化部件和量產設備。

費勉儀器就是一家上海“隱形冠軍”企業，研發超高真空、低温等技術領域設備，一些產品打破了歐美壟斷。公司首席技術官謝斌平介紹，公司客户中，有不少高校院所的量子計算實驗室，但相關產品過去未形成規模。項目經理團隊調研費勉儀器後，公司管理團隊對量子計算產業有了更深入的瞭解。通過會議和線上交流，他們認識了多家產業鏈上下游企業，已建立合作關係。

在市科委立項支持下，費勉儀器正在研發一款分子束外延設備，用於生產量子比特芯片晶圓，為超導量子等技術路線提供核心原材料。謝斌平説：“這是一款量產設備，如果沒有政府支持，我們是沒有信心開發的，畢竟量子計算產業還沒成熟。”

在中性原子技術路線上，費勉儀器研發的超高真空解理鍍膜系統用於製造高功率激光巴條，這是激光芯片的核心部件。經項目經理牽線，他們與頻準激光公司合作，有望為中性原子量子計算機開發出新一代國產激光器。

“目前，量子計算機處於量子比特製備和系統集成拓展階段，即將走向實用化前期，但距離真正產業化還有一段時間。”仲東亭説。讓他感到有信心的是，研製中性原子量子計算機的三個團隊中，“90後”科研人員是絕對主力，他們將在追趕國際領先團隊的過程中快速成長。

這位項目經理還與上海市教委協商，計劃增加量子計算方向的研究生招生名額，為這一未來產業培養更多的青年科技人才。