在量子信息技術(shù)從理論走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵轉(zhuǎn)折期，北方工業(yè)大學(xué)鄭超教授領(lǐng)銜的團隊，以一系列突破性成果推動量子新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展，為儲能與綜合能源、新型電力系統(tǒng)、新材料等領(lǐng)域的技術(shù)升級注入強勁動力。 

深耕基礎(chǔ)研究，筑牢量子科技創(chuàng)新根基 

在量子信息基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，鄭超教授團隊長期聚焦非厄米量子信息處理、量子模擬、量子計算等前沿方向，以扎實的理論突破為行業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。團隊已發(fā)表 40篇高水平學(xué)術(shù)論文，其中 1篇成果刊發(fā)于國際頂級期刊《Science Advances》，多篇論文發(fā)表在領(lǐng)域內(nèi)權(quán)威期刊，研究成果被包括沃爾夫物理獎得主 Yakir Aharonov在內(nèi)的國內(nèi)外著名學(xué)者，在《Nature》子刊、《Physical Review Letters》等國際頂尖學(xué)術(shù)期刊中正面引用，學(xué)術(shù)影響力得到全球同行高度認可。 

憑借在量子物理領(lǐng)域的深厚積累，團隊斬獲多項重量級學(xué)術(shù)榮譽。鄭超教授曾獲評中國科學(xué)院《中國科學(xué)》《科學(xué)通報》“兩刊”優(yōu)秀作者，該獎項當年全國僅 10人入選，其中包括兩位中科院院士；團隊成果榮獲中國物理學(xué)會“最有影響論文”獎，彰顯出在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的過硬實力。 

此外，鄭超教授多次入選歐洲物理學(xué)會 EPL期刊杰出審稿人、SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy期刊優(yōu)秀審稿專家，以專業(yè)嚴謹?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度為領(lǐng)域期刊質(zhì)量把關(guān)，推動學(xué)科健康發(fā)展。在科研項目支撐方面，團隊實力同樣突出。鄭超教授主持國家自然科學(xué)基金 3項、智能電網(wǎng)國家科技重大專項子課題 1項、省部級科研基金多項，其中北京市自然科學(xué)基金面上項目“二維宇稱-時間反對稱系統(tǒng)的量子模擬研究”，為區(qū)域量子科技發(fā)展提供重要技術(shù)支撐。這些項目的深入推進，持續(xù)為團隊基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新提供穩(wěn)定保障。

值得關(guān)注的是，鄭超教授在2023年度入選美國斯坦福大學(xué) -Elsevier全球 top 2%科學(xué)家榜單，這一榮譽不僅是對其個人學(xué)術(shù)水平的高度認可，更標志著團隊研究成果已躋身全球量子信息領(lǐng)域前列，為我國在該領(lǐng)域的國際話語權(quán)提升貢獻力量。同時，他還入選北京市教委市屬高校教師隊伍優(yōu)秀青年人才培育計劃和北京市委組織部優(yōu)秀人才項目，多重人才計劃的加持，為團隊吸引優(yōu)質(zhì)資源、開展深度研究創(chuàng)造了有利條件。

聚焦交叉融合，推動量子與能源領(lǐng)域雙向賦能 

在國家大力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、推動學(xué)科交叉創(chuàng)新的背景下，鄭超教授團隊立足北方工業(yè)大學(xué)“老工科賦予新內(nèi)涵”的發(fā)展理念，重點探索量子技術(shù)與新能源、儲能領(lǐng)域的深度融合，構(gòu)建起“算力支撐-能源保障-學(xué)科協(xié)同”的創(chuàng)新體系，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。 

在量子計算賦能能源領(lǐng)域方面，團隊針對新型能源系統(tǒng)優(yōu)化、新能源與儲能材料設(shè)計等工程難題，開展量子算法研究，探索突破傳統(tǒng)算力瓶頸。相關(guān)研究進展在 2024年北京碳中和學(xué)術(shù)會議上引發(fā)廣泛關(guān)注，鄭超教授以“量子科技基礎(chǔ)、應(yīng)用與儲能”為題作專題報告，系統(tǒng)闡述量子算力與能源產(chǎn)業(yè)融合的路徑與價值，為行業(yè)發(fā)展提供新思路。 

在能源保障量子技術(shù)領(lǐng)域，團隊聚焦量子計算機高能耗、能源供給不穩(wěn)定等問題，提出“新能源-儲能-量子計算”協(xié)同供電方案。該方案利用光伏、風(fēng)電等可再生能源，結(jié)合新型儲能技術(shù)，為量子計算設(shè)備提供穩(wěn)定、低碳的能源支撐，既解決了量子技術(shù)發(fā)展的能源痛點，又推動新能源、儲能技術(shù)的場景化應(yīng)用，實現(xiàn)“綠電賦能量子科技”“量子增強安全與算力”的雙贏格局，助力“雙碳”目標達成。 

鄭超教授認為“發(fā)展量子新質(zhì)生產(chǎn)力本身也是一種儲能”，將量子技術(shù)的“儲能”屬性拓展至信息安全儲備、未來算力儲備、新質(zhì)生產(chǎn)力儲備三個維度。例如光伏、風(fēng)電等新能源供電具有隨機性、不穩(wěn)定性等特點，某些專用量子計算機可在秒、毫秒內(nèi)完成經(jīng)典復(fù)雜計算，如提前儲備計算任務(wù)，可實現(xiàn)對不可預(yù)測新能源的即時利用。這一觀點不僅豐富了量子與儲能交叉領(lǐng)域的理論體系，更與北京市教委、北方工業(yè)大學(xué)支持新興交叉學(xué)科建設(shè)的戰(zhàn)略高度契合，進一步完善儲能學(xué)科布局，推動量子技術(shù)成為傳統(tǒng)工科領(lǐng)域新的增長點，為新質(zhì)生產(chǎn)力培育提供學(xué)科與技術(shù)雙重支撐。 

此外，團隊還圍繞非厄米量子信息處理與信息熵理論、新型量子電池、量子相變儲能等基礎(chǔ)和新興交叉學(xué)科開展探索研究，為量子與能源、新材料、新一代信息技術(shù)等交叉領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、工程應(yīng)用和技術(shù)落地提供理論支撐。 

強化平臺支撐，構(gòu)建科研成果轉(zhuǎn)化完整鏈條 

為推動研究成果從實驗室走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，鄭超教授團隊依托多學(xué)科平臺資源，搭建起“基礎(chǔ)研究-技術(shù)研發(fā)-場景應(yīng)用-人才培養(yǎng)”的全鏈條科研體系，為量子科技與相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展提供堅實保障。在科研平臺建設(shè)方面，團隊以北方工業(yè)大學(xué)儲能新興交叉學(xué)科平臺、“智慧韌性城市治理”分析測試中心為核心載體，結(jié)合國家與北京市重點實驗室、新興研發(fā)機構(gòu)的開放資源，希望構(gòu)建起集概念驗證、實驗測試、應(yīng)用研發(fā)于一體的研究基地，為團隊開展高難度實驗、驗證核心技術(shù)提供硬件支撐。同時，團隊與北京量子信息科學(xué)研究院、清華大學(xué)等頂尖機構(gòu)以及量子科技高精尖企業(yè)建立深度合作，形成跨單位、跨領(lǐng)域、從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)全鏈條的創(chuàng)新聯(lián)合體，實現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補，加速科研成果的協(xié)同轉(zhuǎn)化。 

鄭超教授積極開展社會服務(wù)、國際合作交流和人才培養(yǎng)。在學(xué)術(shù)交流與行業(yè)服務(wù)層面，深度參與量子信息領(lǐng)域的政策制定、行業(yè)規(guī)劃與技術(shù)咨詢，推動科研成果與國家戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)需求精準對接。在國際交流合作中，注重拓展國際視野，積極參加國內(nèi)外量子科技領(lǐng)域?qū)W術(shù)會議，與全球頂尖學(xué)者深度學(xué)術(shù)交流，為團隊引入國際先進理念與技術(shù)資源，提升研究的國際化水平，服務(wù)國家重大需求。在人才培養(yǎng)方面，開設(shè)全英文量子信息導(dǎo)論課程，入選北京市首批“一帶一路”國家卓越工程師國際人才培養(yǎng)基地建設(shè)項目。通過課程教學(xué)、科技競賽與科研項目相結(jié)合的方式，指導(dǎo)研究生和本科生團隊在第十九屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲得了“人工智能+”專項賽全國三等獎 1項，在 2025年“挑戰(zhàn)杯”首都大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中獲得了“青智未來”新質(zhì)生產(chǎn)力專項賽特等獎（擂主）1項，培養(yǎng)了一批兼具量子理論基礎(chǔ)與工程應(yīng)用能力的交叉學(xué)科人才，為量子科技與能源領(lǐng)域的長期發(fā)展儲備力量。

面向未來產(chǎn)業(yè)，拓展量子技術(shù)應(yīng)用新場景 

隨著量子技術(shù)逐漸走向?qū)嵱没?，鄭超教授團隊立足研究基礎(chǔ)和科研成果，積極拓展應(yīng)用場景，推動量子科技賦能未來產(chǎn)業(yè)，為儲能、綜合能源、新型電力系統(tǒng)等領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展提供新路徑。 

在能源電力安全領(lǐng)域，團隊將量子直接通信技術(shù)應(yīng)用于城市配電網(wǎng)安全性提升項目。該技術(shù)具備竊聽感知、阻止竊聽等特性，可保障配電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕^對安全，為分布式能源智能調(diào)控、電力系統(tǒng)故障診斷等關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供通信保障，有效防范電力系統(tǒng)信息泄露與惡意攻擊，提升新型電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。目前，相關(guān)技術(shù)已在部分區(qū)域配電網(wǎng)試點應(yīng)用，運行效果良好，為后續(xù)大規(guī)模推廣奠定基礎(chǔ)。在綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化領(lǐng)域，團隊將量子計算算法和推廣的非厄米量子信息熵理論引入“源-網(wǎng)-荷-儲”系統(tǒng)調(diào)度中。通過量子算法對能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費全鏈條進行優(yōu)化，提升系統(tǒng)整體運行效率，助力綜合能源系統(tǒng)實現(xiàn)“源荷互動、儲用協(xié)同”，為能源資源的高效利用提供技術(shù)支撐，推動綜合能源產(chǎn)業(yè)向智能化、低碳化方向發(fā)展。 

在信息安全領(lǐng)域，團隊參與研發(fā)的量子通信系統(tǒng)憑借“兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、簡化管理流程、隱蔽傳輸”等優(yōu)勢，已在政務(wù)、金融等信息安全敏感領(lǐng)域開展應(yīng)用探索。該系統(tǒng)可保障核心數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，有效防范量子計算時代的密碼破解風(fēng)險，為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展筑牢安全屏障。在智慧韌性城市建設(shè)領(lǐng)域，團隊將量子技術(shù)與無人機低空通信、智慧交通數(shù)據(jù)傳輸?shù)葓鼍敖Y(jié)合。通過量子通信技術(shù)保障城市運行“神經(jīng)末梢”的數(shù)據(jù)傳輸安全，提升城市應(yīng)急響應(yīng)、交通管理等環(huán)節(jié)的效率與安全性，為智慧韌性城市建設(shè)提供技術(shù)保障，助力城市治理能力現(xiàn)代化。 

展望未來，鄭超教授團隊將繼續(xù)響應(yīng)國家戰(zhàn)略需求，以發(fā)展量子新質(zhì)生產(chǎn)力為核心目標，深化量子信息基礎(chǔ)研究，拓展量子技術(shù)與儲能、綜合能源、新材料等領(lǐng)域的交叉應(yīng)用。北方工業(yè)大學(xué)也將持續(xù)支持團隊建設(shè)，依托學(xué)科優(yōu)勢與平臺資源，推動更多量子科技成果落地轉(zhuǎn)化，為我國搶占未來產(chǎn)業(yè)制高點、實現(xiàn)高水平科技自立自強貢獻“北方工大力量”。（北方工業(yè)大學(xué)鄭超教授團隊供圖供稿）