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郭光灿:坐了20年冷板凳,我们离“量子霸权”还有多远?
关键字: 量子量子通信量子计算机所以量子技术虽然是量子力学预言的产物,它原理上肯定正确,但是真正要研制成实用的量子上有一个很艰难的过程,不是一朝一夕所能做得到的,这就是现状。
那么什么时候做到呢?一个时代到来一定有个标志性的东西,对吧?这个标志性是什么呢?就是通用量子计算机得到实际应用,到达那个时候我们就可以宣称量子时代到了。
通用量子计算机什么时候做到呢?需要三步走。
第一步就做一个量子力学操纵的处理器,这是第一步,IBM做到了。他们今年就发布一个器件,这个是完全按量子力学运行的一个用处不是很大的量子处理器,第一步做到了。
第二步就要把量子比特数增加到多少呢?现在是20个,增加到100个左右。然后到了100个以后呢,量子计算机的运算能力就会远远超过现在电子计算机任何超算中心的能力,这叫量子霸权。它叫霸权,这个名字不太准确,但是有点霸气,就是天下我最高,我的速度最快,没有人能比过我,但是它仍然不是通用的量子计算机。
第三步是最终的,要把比特数继续增加,增加到了100个,要做到多少呢?大概一千个、一万个那样的数,比特数要大大增加,然后还要采取容错、纠错的办法,把相干时间拉得足够长。
任何复杂问题在这台量子计算机都能够运行,都不会死掉,到那个时候才是真正的通用量子计算机。而且不仅仅要在实验室做成,还要把它做成仪器,让大家用,就是能够广泛使用。
我认为通用量子计算机能实际应用的时候,我们可以宣称我们已进入到量子技术的时代。但时间还不确定,这可能要十五年、二十年......
中国做量子信息的时间很长,90年代量子信息刚刚在国际上萌生的时候,我们就开始做了。我们做的时间很悠久,当时在世界都没看好的情况下,我们就开始坐了20年的冷板凳。我们现在整个量子信息的技术水平在国际上算第一梯队,第一梯队就是跟最发达国家差不多,美国 、欧盟、日本这算第一梯队,还有我们。
具体的项目,量子保密通信我们绝对不比他们差,因为那些技术都是我们自己研发的专利,自己做出来的。美国不公开他们怎么做的,就美国一个国家不公开量子保密通信怎么做,这就好像没做一样,但实际上他们在做,他不告诉你。所以我们靠自己,已经做的性能不比他们差。
所以我敢说,在这个领域里我们应该是一流的,不说领先也算一流。要说领先的话,我们一定要知道美国做到什么水平,但现在不知道它的水平怎么样,我们就不能自夸说我们领先了,但起码我们能做到一流。
量子计算他们这几年抓得很多,但我们相对落后,应该落后五年以上。
第一,我们的布局不够,我们国家投入到量子计算的钱还不够。
第二,现在我们很多关键的器件,发达国家不给我们,这就需要我们自己做,但自己做所需要的材料或者加工,它们就要卡我们了,材料不给,又不给我们加工,这个就更难。然后我们把材料好不容易自己做出来,加工又不行了。那么我们速度会变慢,不会像想象的那么快,我们把那些叫“卡脖子”的技术。
即便我们的整体性能已经超越你了,我们已经很好了,但基础的元器件材料我们是落后的,那不行。那么我们现在就从头做,所以我们必须花一段时间把我们的底子补好了,我们补好了熬过这个难关,我就可以比你强。
因为我们人不比他们的差,我们现在资金、人员的素质都不会比他们差。因为这个通用量子计算机还早着呢,谁最后把通用量子计算机做出来那才是笑到最后,现在我比你晚一点、晚几步,但是一旦我度过这个计算难关,我自己自力更生做设计,那我后面可能会超过你,所以我们还是很有希望的。
量子本身就很神奇、很奥妙。因为我们熟悉的是经典世界,我们熟悉的是经典物理,所以我们对量子奇奇怪怪的性质不好理解,这是容易产生误区的一个原因;第二个原因是人为的,就是我们宣传误导了。
举两个例子。
第一个例子,量子纠缠可以实现超光速的通信。
量子纠缠是怎么回事呢?我们有两个例子A和B,A自旋要么向上,要么向下,只有两种可能,那它自旋到底是向上、向下?不一定,不确定。所以它就有50%的概率向上,50%的概率向下。量子世界就是不确定的,我要造一个A和B共同的系统,这个系统非常特殊,特殊在哪儿?不管A和B的自旋在哪儿,它们两个自旋总是相反,这是它们共同的性质。A已经说是向下了,B肯定向上对不对?
- 原标题:全球量子技术大角逐,谁将领跑? 本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑:戴苏越
- 最后更新: 2019-07-01 11:09:19
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