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打造中国集成电路第三极 把量子技术转化为生产力

来源:宝安日报 发布时间:2022-09-06 15:10:00 字体:[ ]

  近日,广东省工信厅总工程师、中国科学院上海微系统所研究员董业民,中国科学院院士、深圳量子科学与工程研究院院长俞大鹏,澳大利亚国家工程院院士、南方科技大学创新创业学院院长刘科等多位业界专家做客宝安区委党校,为学员们分享集成电路产业、量子技术、碳中和碳达峰等相关行业前沿热点,现撷取部分精彩内容与读者共飨。

  广东省工信厅总工程师、中国科学院上海微系统所研究员董业民:

  强化应用需求牵引 打造中国集成电路第三极

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董业民

  近年来,国家高度重视广东省集成电路产业发展,加大对广东集成电路产业战略布局。广东勇于担当,抓住机遇,大力实施“广东强芯”工程,加快构建集成电路产业“四梁八柱”,积极打造中国集成电路第三极。

  粤港澳大湾区具有市场应用和人才集聚优势,广东坚持差异化创新发展,以大项目、大平台、大基金为主要抓手,围绕基金、平台、大学和园区等支撑性方面打造产业“四梁”,从制造、设计、封测、材料、装备、零部件、工具和应用等专业领域构建“八柱”,打造集成电路领域全过程创新生态链,与京津冀、长三角地区优势互补、协同发展,为构建双循环新发展格局做好战略支撑。近年来,广东推动半导体及集成电路产业集群发展已取得显著成效。

  当前,广东省设立半导体及集成电路产业投资基金和相关产业基金,在高端模拟、智能传感器、显示驱动、化合物半导体、封装测试、关键核心材料等领域布局一系列项目,将大力补齐广东制造封测短板,大幅提升广东省芯片制造供给能力。同时,围绕汽车芯片等重点领域,建立“芯片-整机”联动发展平台,开展芯片上车应用示范,构建应用验证公共服务平台,探索芯片上车应用保险机制,提升产业链供应链的稳定性和安全性,夯实芯片设计领先优势。

  中国科学院院士、深圳量子科学与工程研究院院长俞大鹏:

  深圳要打造量子计算国际一流创新平台

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俞大鹏

  量子力学是人类探究微观世界的重大成果。19世纪末,普朗克、爱因斯坦、狄拉克、薛定谔等科学家尝试解释黑体辐射、分立光谱、以太等科学难题,在不断努力下最终建立了量子力学。随着第一次和第二次量子技术革命的发展,量子技术在人们生活中的重要性越来越凸显。

  量子力学带来了丰富的技术和应用。我们现在用的核能、原子能,包括其他的如核磁共振等,都是基于量子力学原则。如今,由于各类技术对强大算力的要求,量子技术已在国家层面具有非常重要的战略意义。量子计算的最大优势是能够充分利用量子力学的所有优质资源。相比于经典计算,基于量子叠加和量子纠缠等原理的量子计算机,有望发挥极限效应进行信息处理。就像在面对一个复杂的迷宫时,通常的做法是一次次试错。但量子比特的计算原理就好比孙悟空拔出一百根毫毛,变成2的100次方的小猴子来走迷宫。

  当前,我国的量子技术发展还存在一些“内忧”和“外患”,赶时髦、低水平重复式研究、国外对我国设备封锁、人员交往阻碍等都是我国量子技术发展面临的难题。

  2018年,深圳量子科学与工程研究院正式授牌,短短几年已取得一系列成果,如三维量子霍尔效应入选2019年度中国科学十大进展。身处深圳这个信息技术最发达的地区,我们应在量子科技的核心关键领域,尤其是量子计算领域,抢占国际制高点,打造国际一流创新平台。我们还将沿途下蛋,把相关技术转化为生产力,陆续孵化小的高科技企业,为深圳经济发展提供动力。

  此外,研制量子计算机是任重道远的历程。要提高政府投入的效益,尽量避免跟班式研究、重复建设、恶性竞争,要把每一个单项技术做到极致,共同打造量子计算机技术。

  澳大利亚国家工程院院士、南方科技大学创新创业学院院长刘科:

  能源绿色转型和碳中和该如何实现

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刘科

  任何人追求绝对的零碳是不科学的,中国讲的是“碳中和”,国外讲的是“净零排放”,也就是要排放碳的同时,有别的技术或者措施实现排放平衡到一定水平。

  碳中和、碳达峰的核心是能源转型。碳中和是一场系统的产业革命,涉及一系列能源结构调整、技术进步、发展方式转变的问题,开发便宜的大规模储能技术是能源绿色转型和实现碳中和的关键。

  在人们通向绿色世界的过程中,仍然存在很多技术上的挑战。太阳能和风能需要大力发展,但当前储电成本仍然很高,在可见的未来仍然无法完全取代化石能源发电。事实上,自铅酸电池发明至今的百年来,人类花费了数千亿美元研发经费研究储能,但电池的能量密度并没有得到革命性的根本改变。迄今为止大规模的储电技术,最便宜的还是100多年前就被发明的抽水蓄能技术。

  所以我们需要更加现实审视,尤其是在中国,我们的天然气资源并不丰富,但是我们有大量的煤,中国要实现碳中和,要么保留煤炭的使用,要么大力发展核能,要么就去发展大规模的储能技术解决没风没太阳时的电力供应问题。

  电动车和燃料电池最大的问题在于基础设施的土地成本问题和冬天续航问题。只有中国的能源结构彻底改变以后,电动车才能算得上清洁能源,也才有可能做到碳中和。此外,氢气也不适合于作为大众共有的能源载体,因为氢不具备液体能源在能量密度、管道及跨海输送、长期储存方面的优势,而且在封闭的空间里存在巨大危险。

  新能源的核心问题之一,就是要开发新的储能方式,不能只依赖于电池。今后液体燃料不一定是用汽油,但液体一定是人类的最佳的能源载体,只有做成液体、利用好管网,才能解决人类未来的绿色能源问题。如把风能和太阳能以甲醇等液体的形式储存下来,是值得去探索的另外一条储能战略。目前,我们研究的课题就是把谷电及弃电转换为绿色甲醇,使用绿色燃料去存储风能和太阳能。有了绿色甲醇,汽车内燃机就有机会成为绿色能源动力。如果大面积运用以绿色甲醇作为原料的能源系统,用原来约1/4的碳排放量,就能够进一步解决电力、交通和供暖供冷等问题,实现低碳排放。

  宝安日报记者 张萍 通讯员 李婕