50岁研究所的“量子跃迁” 用“测量之手”打造量子计算机[白钟珉的冲击波]
韩国标准科学研究院迎来成立50周年宣布转型
继超导体之后全力研发中性原子量子计算机
以质量·时间·长度标准测量技术充当培育量子产业尖兵
韩国标准科学研究院博士 Moon Jongcheol（右）在实验室向《亚洲经济》科技专栏作者 Baek Jongmin 讲解中性原子量子计算机研究设备。照片由韩国标准科学研究院提供
View original image“通常的量子计算机芯片（QPU）一旦设计完成就结束了，之后只是批量生产。而这种方式则可以在中间随时进行修改。”
在大田韩国标准科学研究院（KRISS）量子技术研究所见到的 Moon Jongcheol 博士，如此解释下一代“中性原子量子计算机”的核心。
当 Moon 博士拉开帘幕时，呈现出来的设备与人们常见、挂着巨大吊灯的超导方式量子计算机完全不同。这里没有用于实现超低温的装置和硅晶圆，而是由被称为“光镊”的强力激光在真空中捕捉并排列原子（量子比特·量子信息单位）的情景，整个系统以复杂的光学设备和激光技术为基础，也不需要维持超低温。为驱动超导量子计算机而供应液化氦气的设备以及“滴滴”作响的声音，在这里都看不见也听不到。
据 Moon 博士介绍，中性原子方式不需要“芯片”这种固定的基板。用激光将原子按所需图案捕获并排列好后，这束激光的图案本身就成为“芯片”。
与当前量子计算机主流的超导方式的另一个差异在于连线。超导方式的量子图形处理器（GPU）芯片中，如果1号量子比特与100号量子比特相距较远，就必须用复杂的“连线”将两者连接起来。但在这一过程中，信息的“新鲜度”会下降，导致置信度降低并产生运算错误这一顽疾。
中性原子方式从根本上解决了这一问题。如果需要在1号和100号QPU之间进行运算，只需用激光镊子将100号原子“直接抓过来”放在1号旁边即可。QPU设计也可以实时更改。Moon 博士强调称：“所谓固定芯片设计所带来的不便和技术难题，都可以通过中性原子方式来解决，这是一个极其灵活的平台。”
这一技术近期在量子计算机领域备受关注。尤其是有消息称，中国以自主技术开发的中性原子量子计算机“寒武纪元1号”已成功实现商业化，向中国移动供货，并与巴基斯坦签署了首份出口合同。曾有开发超导方式量子计算机经验的韩国标准科学研究院，更需加快中性原子量子计算机的研发步伐。
◆将长度·质量·时间测量技术升华为“游戏规则改变者”技术＝韩国标准科学研究院于2025年11月6日迎来成立50周年。这家研究院正以既往研究为基础，预告一场大变革。标准科学研究院于1975年以“韩国标准研究所”起步，是1978年最早入驻大德研究开发特区的“大德1号研究所”。
不负“1号研究所”之名，标准科学研究院可谓大德园区的母体。屹立在山坡上的本馆大楼，既是大德研究园区的象征，也宛如守护神。作为1号研究所，占据了最优越的地理位置，并在此后持续向无数研究机构和学校分割出用地，共同发展。
在过去半个世纪中，标准科学研究院的使命，是确立国家产业发展的无形基石——“国家计量标准”。“长度（m）”“质量（kg）”“时间（s）”等国家一切“基准”，都是标准研究院存在的目的。当大韩民国跃升为半导体强国时，KRISS提供的真空计量标准发挥了决定性作用，研究院一直是为产业界的质量与信赖背书的“标准”守护者。
然而，在迎来50周年之际，标准科学研究院对自身新角色充满期待。在“50年的信赖，世界的标准”这一口号下，研究院正作为被誉为人类下一代技术的“量子”领域核心机构，实施一场巨大的“量子飞跃（Quantum Jump）”。研究院已站在超越传统“测量”任务、承担韩国未来100年命脉的“游戏规则改变者”技术开发的最前线。过去为测量而使用的原子、激光等技术，如今完整地延续到了量子计算机领域。
典型案例便是下一代标准时钟——“镱（Yb）原子光晶格钟”。镱原子钟在20亿年中仅允许1秒误差，掌握该技术的国家屈指可数。标准科学研究院宣传室室长 Hwang Inyong 表示：“正因为我们具备确立时间标准的原子钟技术基础，才能在中性原子量子计算研究上加快步伐。”
挂在标准科学研究院墙上的时钟，都标注着“大韩民国标准时”。其中凝聚着“制定时间基准”的自豪感。由于业务特性，研究院中物理学领域的研究人员众多，这也成为支撑向量子计算机时代转型的坚实后盾。
◆“双轨战略”：超导与中性原子，两条路线一起抓＝标准科学研究院的转型并非停留在口号上。研究院正推进同时涵盖当前全球量子计算竞争中最有力的两种方式——“超导体”和“中性原子”的“双轨”战略。
在由谷歌、IBM等主导的超导量子计算机领域，标准科学研究院已开发并运行20量子比特级系统。研究院在此基础上更进一步，提出今后在超导方式上实现300量子比特、中性原子方式上实现1000量子比特规模的目标。通过同时掌握这两大有力平台，研究院正崛起为全球量子竞争的核心参与者。
陈列在研究院本馆一层、象征质量的展品，如今已成过去式。半个世纪前，为培育贫瘠的工业技术、推动韩国工业化而测量“精确的1米”的研究院，正蜕变为开发名为“量子”的“游戏规则改变者”技术的先锋力量。如果说过去是守护“标准”，那么未来的另一个50年，有望通过开拓“下一代游戏规则改变者技术”，开启韩国科学技术的新篇章。
标准科学研究院于成立50周年前一天的5日，在国会博物馆以“国家未来战略技术的核心——量子”为主题，举办了“量子国家战略技术国会论坛”，提出构建韩国型量子技术发展路线图的方向，这也是研究院深刻意识到，为实现新的50年目标所肩负的责任之重。
◆中性原子量子计算机＝一种将单个原子作为量子比特的量子计算机平台。它不使用固定的硅芯片，而是在真空状态下，利用被称为“光镊（Optical Tweezers）”的精密激光捕获单个原子，并按所需排列方式进行布置。激光的图案本身就成为“芯片”，通过实时移动激光，可以自由改变量子比特（原子）的位置和连接结构（拓扑），其最大的优势在于这种“灵活性”。由于极易将量子比特数量扩展到数千个以上，其“可扩展性”十分突出，被视为在实现量子计算机商业化的核心难题——“量子纠错”方面最为优化的方式之一。
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