每經(jīng)記者 溫雅蘭    每經(jīng)編輯 張凌霄    

隨著中國第三代自主超導量子芯片——“悟空芯”（夸父 KF C72-300）的誕生，我國在量子計算領(lǐng)域的發(fā)展進入到了一個全新的階段。我們不僅具備了自主生產(chǎn)一定中等規(guī)?？蓴U展的量子計算機芯片和系統(tǒng)的能力，同時擁有了在全球量子計算機領(lǐng)域更多的話語權(quán)。

在“瞰見未來”2024復旦管院新年論壇上，中國科學院院士、中國科學技術(shù)大學教授郭光燦發(fā)表了題為《引爆“第二次量子革命”的世紀爭論》的主旨演講，在回溯量子力學發(fā)展沿革中，分享量子技術(shù)最新進展，展望第二次量子革命的前景未來。

在接受《每日經(jīng)濟新聞》記者采訪時，郭光燦分享了自己漫漫科研路上的酸甜苦辣。他說：“雖然我用了一生的時間才看到量子信息技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在這個百花齊放的階段，但是這是值得的，人的一生能做成一件事也是很不錯的。”

中國科學院院士、中國科學技術(shù)大學教授郭光燦 圖片來源：主辦方供圖

技術(shù)革命：量子計算機將與傳統(tǒng)計算機互為補充

“上帝不會和宇宙擲骰子。”

20世紀20到30年代，物理學家愛因斯坦與玻爾就量子力學展開了一場“世紀爭論”。玻爾主導確立了量子力學的“哥本哈根解釋”，主張量子力學只能計算實驗的各種可能結(jié)果的概率，愛因斯坦拒絕接受這個觀點。
 
活動現(xiàn)場，郭光燦向觀眾介紹了這場跨越九十年的討論，他說：“2022年，諾貝爾物理學獎同時頒發(fā)給法國物理學家阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）、美國物理學家約翰·弗朗西斯·克勞澤（John F. Clauser）和奧地利物理學家安東·塞林格（Anton Zeilinger），以表彰他們‘用糾纏光子驗證了量子不遵循貝爾不等式，開創(chuàng)了量子信息學’。至此，這場歷經(jīng)90年的討論有了最后的答案。”

隨著世紀爭論落下帷幕，人類社會進入了第二次量子革命的新歷史時期。如果說第一次量子革命伴隨量子力學的誕生而來，讓我們擁有了電腦、手機、互聯(lián)網(wǎng)等經(jīng)典技術(shù)。那么在第二次量子革命中，量子信息技術(shù)將為我們帶來量子計算機、量子傳感等。

“量子技術(shù)的出現(xiàn)來源于量子原理，但技術(shù)本身是量子的，所以我們稱為第二次量子革命。”郭光燦解釋說，“第二次量子革命產(chǎn)生的最重要的技術(shù)就是量子計算，這是一項顛覆性技術(shù)。量子計算機如果得到普遍應用，人類社會將發(fā)生翻天覆地的變化。算力會提高到新的層次，量子算力會以指數(shù)級增長超越現(xiàn)有的經(jīng)典算法，超越現(xiàn)在的超級計算機。”

但是郭光燦在采訪中也表示，量子計算機的運用起到的是錦上添花的作用，而不會替代經(jīng)典計算機。“量子計算機與傳統(tǒng)計算機互為補充。從整個社會領(lǐng)域來說，很多領(lǐng)域計算所需要的算力較低，如果全部使用量子計算機可能會有成本太高等問題。”

幼年階段：解決實際問題將優(yōu)化我國行業(yè)發(fā)展生態(tài)

目前，我國的量子信息技術(shù)發(fā)展在國際上處于第一梯隊，中國第三代超導量子計算機“本源悟空”搭載72位自主超導量子芯片“悟空芯”，共198個量子比特，包含72個工作量子比特和128個耦合量子比特，是目前中國最先進的可編程、可交付超導量子計算機。

如果將人類的一生與我國量子信息技術(shù)發(fā)展的周期進行類比，郭光燦分析說，當前量子計算機技術(shù)正處于七八歲左右的幼年階段。

我國從2020年第一代夸父6比特超導量子芯片KF C6-130研制成功，到2024年第三代72比特夸父 KF C72-300，僅僅用了4年的時間。

為何我國量子信息技術(shù)發(fā)展速度如此之快？郭光燦在采訪中對記者說，外國的技術(shù)封鎖是我們不斷突破的重要動力。

“原先我們的設(shè)備等都需要從國外購買，但是當我們被‘封鎖’之后，就只能自己研發(fā)、制作?，F(xiàn)在我們的量子計算測控、操作系統(tǒng)，都是自主設(shè)計、自主開發(fā)、自主知識產(chǎn)權(quán)、自主生產(chǎn)出來的，并且性能不比從國外買來的差，我們將不再受制于美國和其他外來企業(yè)的掌控。”

“雖然量子計算機的發(fā)展是一個很有前景的領(lǐng)域，并且我們已經(jīng)獲得了九十多個國家的六十四萬人左右的訪問量，但是目前我國的量子計算機仍無法解決實際有用的問題。”郭光燦向記者介紹了我國量子計算機目前的發(fā)展狀況。

從量子計算機的整體發(fā)展生態(tài)來看，美國的量子計算機發(fā)展生態(tài)優(yōu)于我國。這正是因為他們的制造業(yè)、制藥業(yè)、信息安全、金融等各個行業(yè)都在運用量子計算機解決實際問題。“‘運用+反饋’的過程會幫助研究人員發(fā)現(xiàn)當前量子計算機技術(shù)中存在的問題并不斷改進，從而形成良好的發(fā)展循環(huán)生態(tài)。”

郭光燦告訴記者，如果能夠運用量子計算機來作為解決實際問題的工具，那么整個行業(yè)的發(fā)展循環(huán)速度就會加快。

苦盡甘來：中國量子計算發(fā)展進入百花齊放階段

科研的路，是一條漫長而偉大的路，也是一條充滿了艱苦和孤獨的路。

量子計算機的研發(fā)，除科研人員的耐性與堅持外，也需要大量資金支持。郭光燦在采訪中講述了自己在最開始的二十年中，將“冷板凳坐熱”的故事。

“量子計算機的研究是需要大量資金的，如果沒有資金支持，我們是做不出來的。但是在那個年代，大部分人沒有意識到量子計算機的重要性，而且當時我也沒有名氣，所以當時我們不僅缺少資金、沒有專家，而且不被理解、不受重視。”回憶起最初的艱難，郭光燦記憶猶新。對于科研人員來說，不被理解是最大的孤獨。

作為量子信息領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，早在上世紀八十年代，郭光燦就看到了量子計算機的重要性。“正因為我懂量子計算機，才更明白它的重要性，所以我才覺得我有責任講清楚，讓更多人重視它。當時我最大的煩惱并不是糾結(jié)于要不要放棄，我堅信國家一定會重視。”郭光燦繼續(xù)說，“但是那時候沒有人理解我，我也無法放棄，所以真的感到很孤獨。”

破釜沉舟，百二秦關(guān)終屬楚。

看著越來越多的年輕人投入到量子信息技術(shù)的研究中，看著國家為量子信息事業(yè)提供的資金支持日益充足，郭光燦感慨道：“現(xiàn)在我老了，也完成了我的使命。越來越多的年輕人都來搞量子，與量子相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也多了起來，我們進入了百花齊放的階段，我的目的也達成了。”