探秘量子科学,我们走到了哪一站
2020-01-17 16:07:41 来源: 半月谈
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  普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、费米、薛定谔……20世纪科学界许多最为杰出的头脑,都为一个概念着迷——量子。这是为什么?

  2019年末,谷歌宣布其量子计算机仅需200秒就能完成传统超级计算机花费1万年才能完成的运算,声称已实现“量子霸权”。这样的“霸权”又有多厉害?

  这一切,都和量子科学革命性的潜力密不可分。站在21世纪20年代的门槛上,我们如何想象未来量子科学的走向,中国又当在此如何发力?带着这些问题,半月谈记者专访了腾讯量子实验室负责人张胜誉,听听他讲解量子科学的风雷激荡。

  量子科学,何以惊世?

  理科生几乎都听说过这句名言:如果你第一次接触量子力学而不感到惊讶,那你一定是没有弄懂它。其实,不限于量子力学,作为20世纪科学探索最辉煌的遗产之一,今日方兴未艾的量子科学整个领域都在不断考验人类的“智商上限”。

  基于量子力学理论提出的量子通信与量子计算,被视为量子科学在信息技术领域两大“前沿阵地”,尤其引人关注。其中,挟“量子霸权”“量子优势”等一系列令人闻之激动的术语而来的量子计算,已成为今日国际科学界最为瞩目的焦点之一。

  张胜誉向半月谈记者介绍,量子计算的雄心,在于让人类计算能力得到根本性飞跃,因此被认为具有孕生颠覆性影响的潜质。它以量子比特为基本单元,通过量子态的受控演化,实现数据的存储计算,具有经典计算无法比拟的巨大信息携带和超强并行处理能力。尽管在全球范围内,量子计算还处于萌芽期,但谷歌、IBM等新老科技巨头已为之投入巨大研发精力,并在过去的2019年接连取得实际性突破。

  我们果真要迎来量子科学时代了吗?

  量子科学,慎言“致用”

  科幻电影已畅想过多种量子科学改变世界的应用:超视距物质传输、多维宇宙空间畅行、“绝对保密”的量子通讯……让观众每每叹为观止。

  这些场景离我们还远吗?“远。其实科学家大多不愿盲目乐观,大家的共识是谈商业应用还为时过早。”张胜誉说,“不过,就像经典计算机发展史上晶体管的意外降临那样,科学技术的新进展有时也会以惊喜的形式涌现。未来5年,我们也许会目睹一次颠覆性突破。”

  量子科学奠基于“不确定”,而探索量子科学终日要面对的“不确定”,在张胜誉和他的同道看来是这个领域最有魅力的一面。不过,“不确定”也给他们带来实验室以外的烦恼:悄然兴起的种种所谓“量子产业”,正在与科学家争夺大众的眼球。

  张胜誉呼吁,我们更需要解惑释疑的科普,而不是毫无根据的炒作。种种把“风声”包装成“风口”的行径,实在是在误导对量子好奇的人们。

  量子科学,中国何为?

  量子科学研究,中国离“并跑”还有多远?张胜誉直言差距还很明显:“这个差距不是短期就可以弥补的,技术积淀、人才培养、科研氛围等方面均存在短板。”不过,在量子通讯等具体领域,中国已有探索走在世界前列,这是希望所在的亮点。

  为中国量子科学迈入“并跑时代”而努力,现在最需要做的是什么?诸多科学家表示,要在融合。一方面,以跨学科培养模式积累人才;另一方面,探索贯通协作的多学科人才交叉研究机制,这不仅是科学家的事,产业界的支持也极其宝贵。

  令张胜誉欣慰的是,而今国内已有机构在朝着这样的方向迈出步伐,比如腾讯新近设立的量子实验室。作为互联网公司布局量子科学枢纽型平台的代表,这家实验室的开放性令其印象深刻。这也是他选择加盟的原因。

  “作为基础科学,量子科学的壮大不可能一蹴而就。我们要提前布局,更要长期投入。”张胜誉说,“在这个过程中,我特别希望能把一线从业者和中青年学者聚起来,在紧密的沟通和合作中打造一个开放而有潜力的生态系统。”(半月谈记者 盖博铭)

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