探秘量子科學,我們走到了哪一站

2020-01-27 03:32:27  阅读 259728 次 评论 0 条

上海交通大孷Ň賢敏教授(右二)指導學生開展光量子芯片製備研究-丁汀-攝

普朗克、愛因斯坦、玻爾、海森堡、û米、薛定諤……20世紀科學界許多最為傑出的頭腦,都為一個概念著—量子。這是為什麼?

2019年末,穀歌宣布其量子計算機僅需200秒就能完成傳統超級計算機花û1萬年才能完成的運算,聲稱已實現“量子霸權”。這樣的“霸權”又有多厲害?

這一切,都和量子科孷ŝ命性的潛力密不可分。站在21世紀20年代的門檻上,我們如何象未來量子科學的走向,中國又當在此如何發力?帶著這些問題,半月談記者專訪了騰訊量子實驗室負責人張勝譽,聽聽他講解量子科學的風雷激蕩。

量子科學,何以驚世?

理科生幾乎都聽說過這句名言:如果你第一次接觷Ň子力學而不感㩚訝,那你一定是沒有弄懂它。其實,不限҇子力學,作為20世紀科學探索最輝煌的遺產之一,今日方興未艾的量子科學整個領域都在不斷考驗人類的“智商上限”。

基҇子力學理論提出的量子通信與量子計算,被視為量子科學在信息技術領域兩大“前沿陣地”,尤其引人關注。其中,挾“量子霸權”“量子優勢”等一係列令人聞之激動的術語而來的量子計算,已成為今日國際科學界最為矚目的焦點之一。

張勝譽向半月談記者介紹,量子計算的雄心,在於讓人類計算能力得到根本性飛躍,因此被認為具有孕生顛覆性影響的潛質。它以量子比特為基本單元,通過量子態的受控演化,實現數據的存儲計算,具有經典計算無法比擬的巨大信息攜帶和超強並行處理能力。盡管在全球範圍內,量子計算還處於萌芽期,但穀歌、IBM等新老科技巨頭已為之投入巨大研發精力,並在過去的2019年接連取得實際性突破。

我們果真要迎來量子科學時代了嗎?

量子科學,慎言“致用”

科幻電影已暢想過多種量子科學改變世界的應用:超視距物質Ū多維宇宙空間暢行、“絕對保密”的量子通訊……讓觀眾每每歎為觀止。

這些場景離我們還遠嗎?“遠。其實科學家大多不願盲目樂觀,大家的共識是談商業應用還為時過早。”張勝譽說,“不過,就像經典計算機發展史上晶體管的意外降臨那樣,科學技術的〲展有時也會以驚喜的形式湧現。未來5年,我們也許會目睹一次顛覆性突破。”

量子科學奠基於“不確定”,而探索量子科學終日要對的“不確定”,在張勝譽和他的同道看來是這個領域最有魅力的一。不過,“不確定”也給他們帶來實驗室以外的煩惱:悄然興起的種種所謂“量子產業”,正在與科學家爭奪大眾的眼球。

張勝譽呼籲,我們更需要解惑釋疑的科普,而不是毫無根據的炒作。種種把“風聲”包裝成“風口”的行徑,實在是在誤導對量子好奇的人們。

量子科學,中國何為?

量子科學研究,中國離“並跑”還有多遠?張勝譽直言差距還很明顯:“這個差距不是短期就可以彌補的,技術積澱、人才埻ؤ、科研氛圍等斻均存在短板。”不過,在量子通訊等具體領域,中國已有探索走在世界前列,這是希望所在的點。

為中國量子科孷ł入“並跑時代”而努力,現在最需要做的是什麼?諸多科學家表示,要在融合。一斻,以跨學科埻ؤ模式積累人才;另一斻,探索貫通協作的多學科人才交叉研究機製,這不僅是科學家的事,產業界的支持也極其寶貴。

令張勝譽欣慰的是,而今國內已有機構在朝著這樣的方向邁出步伐,比如騰訊新近設立的量子實驗室。作為互聯網公司布局量子科學樞紐型平台的代表,這家實驗室的開放性令其印象深刻。這也是他選擇加盟的原因。

“作為基礎科學,量子科學的壯大不可能一蹴而就。我們要提前布局,更要長期投入。”張勝譽說,“在這個過程中,我特別希望能把一線從業者和中青年學者聚起來,在緊密的溝通和合作中打造一個開放而有潛力的生態係統。”