By LIANG Yilian

2024年10月24日，美国物理学会宣布将2024年度奥利弗·E·巴克利凝聚态物理奖授予中国物理学家薛其坤。这是自该奖项1953年设立以来，中国科学家首次获得这一凝聚态物理领域的最高荣誉。

▲ 薛其坤在清华大学工作（图片来源：清华大学）

薛其坤因在拓扑绝缘体领域的研究，以及在磁性拓扑绝缘体中实验发现量子反常霍尔效应的创新突破而获此殊荣。这一成果标志着中国在量子科学基础研究领域取得重大进展，也印证了近年来中国在量子技术整体实力已位居全球第一梯队。

追赶之路：从“量子优越性”突破开始

量子计算依托量子力学原理和量子比特（qubit）运行。2019年9月，谷歌推出53量子比特计算机“悬铃木”，完成特定算法仅用200秒，而当时全球最快超算“Summit”需两天，美国率先实现“量子优越性”。

一年后，中国成功研制76光子量子计算原型机“九章”，求解高斯玻色取样问题同样耗时约200秒，而当时全球最快超算需6亿年，使中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。

目前，“九章3.0”处理同类问题的速度比当前全球最强超算“前沿”（Frontier）快上千万亿倍。

前谷歌研究员、主导“悬铃木”研发的约翰·马丁尼斯向《科学美国人》表示：“西方很少有人尝试重复谷歌2019年的实验，而中国却认真推进，令人钦佩。”

中国科学院院士郭光灿指出：“在量子通信、量子计算和量子精密测量三大领域，我国已全面进入世界领先行列。中国的量子计算曾相对落后，如今已实现追赶。”

制度优势推动技术跃升

从“九章”到“九章3.0”，从“祖冲之号”到“祖冲之二号”，中国量子科技正加速发展。

中国科学院院士潘建伟认为，这一进展得益于中国“集中力量办大事”的体制优势。他以中国自主研发的“墨子号”量子卫星为例：其各核心部件由中科院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院、国家天文台等多家单位协同攻关完成。

“不同机构为我们提供了所需的基础组件，为创新构想打下坚实的工程基础。我的一些海外同行虽有类似设想，但从未得到国家层面如此系统支持。”潘建伟表示。

薛其坤在10月25日接受媒体采访时表示：“这些成就源于国家科技实力的持续提升和改革开放以来基础研究的长期积累。这份荣誉不仅属于团队每一位成员，更属于国家。”

未来挑战：人才短缺与基础突破

尽管中国已成为全球量子科技的重要引领者，但仍面临高端人才不足等挑战。

2021年，“量子信息”首次写入国家“十四五”规划和政府工作报告。2023年，教育部正式将量子信息科学纳入本科专业目录，加快该领域专业人才培养，助力更多青年科研人员投身量子研究。

中国科学技术大学郭国平教授指出：“量子计算难度极高，当前研究仍处于技术早期阶段，基础物理突破面临诸多难题。全球量子竞赛本质上是一场马拉松，前路依然漫长。”

Editor | SONG Ziyan
Supervisor | TIAN Xueke