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四问“热闹的量子计算”

 
 
四问“热闹的量子计算”  
 

四问“热闹的量子计算”

量子计算机的研制、开发和应用是一个重大但同时又涉及多领域交叉的大事情,需要不同学科、不同产业方向间的融合与协作。

■本报记者 赵广立

量子计算领域越来越热闹了。

3月8日,百度公司宣布成立量子计算研究所,开展量子计算软件和信息技术应用业务等研究,悉尼科技大学量子软件和信息中心创始主任段润尧出任所长,直接向百度总裁张亚勤汇报。这是继2017年9月密歇根大学终身教授施尧耘正式加入阿里巴巴担任阿里云首席量子技术科学家、2017年12月香港中文大学计算机系副教授张胜誉正式出任腾讯量子实验室杰出科学家之后,BAT三大互联网巨头在又一重大新兴科技前沿布局中的“再聚首”。

竞争新赛道?更应强调合作

据公开报道,百度计划在五年内组建世界一流的量子计算研究所,并逐步将量子计算融入到业务中。联想到2017年初牛津大学量子计算博士葛凌以腾讯欧洲首席代表身份加入腾讯——这被视为腾讯布局量子计算的开端,在业界看来,BAT已开始在量子计算这个新赛道展开新一轮比拼。

不过,阿里巴巴的行动比其他两家“抢跑”很多。早在2015 年,阿里巴巴就开始布局量子计算,并与中科院合作成立了亚洲首个量子计算实验室,开展在量子信息科学领域的前瞻性研究,探索超越经典计算机的下一代超快计算技术。

阿里巴巴也只是步人后尘。在量子计算尚未露出“尖尖角”之时,早有谷歌、IBM、微软等国际企业“立上头”。并且,近日量子计算圈里更是被“谷歌发布全球首个72量子比特通用量子计算机”的消息刷屏(编者注:据报道,微软亦将在年内披露量子技术“里程碑式的重大突破”)。尽管从公开信息上还看不到任何具体内容,“72量子比特”“通用”等字眼还是在传播中被放在最显眼的位置。

量子计算是否是各巨头开辟的新战场?《中国科学报》记者就此分别向段润尧、张胜誉、施尧耘提问。除段润尧向记者表示自己新入职百度现阶段不太方便公开回应媒体之外,张胜誉明确回应记者说,“我个人认为这个领域尚处于研发非常早期的阶段,应该多强调合作”;施尧耘虽未正面回应记者,但他表示“现在还在起步阶段,埋头做事为要”,并且他也在过往的公开活动中清晰表达过希望“不同领域的科学家与量子计算的人士合作”的观点。

量子计算现阶段或许不应过多强调竞争。中国科技大学教授、中科院量子信息重点实验室半导体量子芯片项目首席科学家郭国平告诉《中国科学报》记者,量子计算机的研制、开发和应用是一个重大但同时又涉及多领域交叉的大事情,需要不同学科、不同产业方向间的融合与协作,“合作互补非常关键”。

理论无障碍?工程难题更难解

量子计算机近年来声名鹊起,多少让一些人感到意外。特别是在量子计算的可行性被质疑长达几十年后,全世界范围内忽然掀起了这波对于量子计算的追逐狂潮。人们一边翘首以盼量子计算机能够研制成功,一边担心现有的保密系统会被量子计算机轻而易举地摧毁。对此,施尧耘感叹:“……大规模的量子计算机还没有出现。但有意思的是,在它还没有出现的时候,影响就已经真实发生了。”

不过,现阶段量子计算界还停留在关注量子计算机如何实现的问题上。

“量子计算机从理论上来说或许不存在根本性的障碍,但具体实现上有很多技术和工程难题,比如量子相干性的保持与量子比特的操控和集成之间的平衡问题,量子测控系统和量子芯片的互联和自适应问题,量子比特的纠错与容错,以及更多量子算法和量子软件的开发问题等。”郭国平对记者说,这些看似工程技术性质的问题,倒过来其实可能又需要从基本理论方面进行创新才能解决。

“量子计算机的研制和开发既包括基础原理的研究和论证,也需要大量的工程技术积累。并且随着时间的推移,工程技术工作所占的比率和重要性会迅速增大。”郭国平说。

张胜誉也向《中国科学报》记者表示,量子计算机尽管理论上没有“原则上的障碍”,剩下的也主要是“工程工艺的问题”,但这些问题“绝不容易”。他也提到,量子计算机不同的实现方案难点虽说各不相同,但也有一些共同问题,比如克服噪声,如何精准控制量子比特等。这与郭国平提到的难题几乎一致。

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