来源：北京日报
原标题：发明专利量五年翻番科研产出连续三年全球第一北京稳步打造全球科创中心
北京量子信息科学研究院的一间实验室里，一张照片被摄像头随机拍下，科研人员轻点鼠标，仅仅30秒后，这张照片就被“安全”地呈现在了用10多公里光缆连接的另外一台计算机屏幕上。“用量子光传送，极难被第三方窃取。”量子院研究员、清华大学教授龙桂鲁自豪地说，这是他带领团队研发的“量子直接通信”技术的经典应用。
近年来发展起来的量子通信，凭借出色的防范窃听能力，受到各国用户的青睐。目前，国际上将量子保密通信分为量子密钥分发、量子秘密共享、量子直接通信三种主要理论。其中量子密钥分发和秘密共享都是先用量子信道协商密钥，再用经典保密通信传输信息，最后再用密钥实施解密。
“按照传统方法，经典保密通信的信息极难破解，但近年来高速发展的量子计算机技术，极大提升了破密速度，传统计算机上千年才能解密的密码，如果用4000个比特的量子计算机几分钟就能搞定。”龙桂鲁说，按照目前的发展速度，4000个比特的量子计算机在未来20年内有望实现，这意味着很多信息到时候将无密可保。
未雨绸缪。早在2000年，龙桂鲁就带领团队创新提出了“量子直接通信”理论，量子直接通信无需密钥分发，直接在量子信道传输信息，“直接用光量子进行信息传输，可以感知和阻止窃听。”龙桂鲁说，与经典保密通信的原理不同，在量子直接通信中，窃听者取不走加密信息，因而无密可破。
如今，龙桂鲁团队已经成功研制出了国际上第一台具有实用价值的样机，实现了10公里光纤链路每秒4千比特通信速率的量子保密电话，推动了量子直接通信的实用化发展。预计2021年，团队将在北京建设世界上首个量子直接通信电话示范系统。未来，量子直接通信将与量子计算机连接，组建全量子互联网络，进一步保护国家信息安全和民众个人隐私。
龙桂鲁团队是量子院一批科学家科研攻关的缩影。自2017年成立以来，北京量子信息科学研究院瞄准世界量子物理与量子信息科技前沿，在量子物态科学、量子计算、量子通信、量子材料与器件、量子精密测量等领域开展科技攻关，已经在量子直接通信技术、超导量子计算研究等领域取得成果。“我们组建了由10位国际顶级科学家组成的学术顾问委员会，其中包括两位诺贝尔物理学奖获得者。”量子院相关负责人说。
量子院的建设发展又是北京不断夯实科技创新中心根基的一个缩影。从北京市科委了解到，“十三五”期间，北京围绕信息技术、生命科学等重点领域，建设了量子信息科学研究院、脑科学中心、智源人工智能研究院等5家新型研发机构，集聚了薛其坤、姚期智、王中林、王晓东等一批世界顶尖科学家。如今，北京已经拥有包括超算中心、全球算力500强的超级计算机以及凤凰工程、高能同步辐射光源等一批大科学基础设施，为打造全球科技创新中心奠定坚实基础。《自然》杂志“自然指数-科研城市”中，北京的科研产出连续3年位列全球第一。
同时，北京推出一系列改革攻坚举措，发布实施“科创30条”、《北京市促进科技成果转化条例》，出台《北京市优化营商环境条例》，打造全球首屈一指的创新生态。世界银行全球营商环境报告2020显示，北京评分名列全球第28位，超过东京。独角兽企业在京数量达93家，居全球独角兽城市榜单第一位。
如今，北京这片“创新高地”已经迅速崛起。2019年，全社会研究与试验发展(R&D)经费支出达到2233.6亿元，比2014年增长76.0%，占地区生产总值比重达6.31%，位列全国第一。五年来，北京国家高新技术企业数、发明专利授权量、万人发明专利拥有量实现翻番，分别是2014年的2.71倍、2.29倍、2.74倍。数字经济发展全球领先，占本市地区生产总值比重超过50%。人工智能领域有效发明专利存量每百万人842件，居全球首位。
2020年9月19日，施普林格·自然与清华大学联合发布的《全球科技创新中心指数2020》显示，北京在全球科技创新中心中位列第五。世界知识产权组织《全球创新指数2020》显示，北京位列全球科技集群第4位，初步成为具有全球影响力的科技创新中心。(张航)