中科院院士潘建偉：中國(guó)量子計(jì)算將如“雨后春筍”

 47歲的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉，再一次站在聚光燈下。5月3日，他代表團(tuán)隊(duì)在上海宣布兩件關(guān)于量子的喜訊：成功研制世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī);成功實(shí)現(xiàn)目前世界上最大數(shù)目(10個(gè))超導(dǎo)量子比特糾纏。

相關(guān)成果分別發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》和《物理評(píng)論快報(bào)》，引起海內(nèi)外廣泛關(guān)注。

量子計(jì)算機(jī)，圖來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

“我們實(shí)現(xiàn)的是量子計(jì)算基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的第一步，一小步，但也是重要的一步。”面對(duì)蜂擁而至的媒體，潘建偉穿著慣常的駝色絨衫平靜地說(shuō)。

學(xué)界公認(rèn)量子計(jì)算基礎(chǔ)研究有“三步走”。第一步是展示超越首臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，第二步是展示超越商用中央處理器的計(jì)算能力，第三步是展示超越超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。

潘建偉與陸朝陽(yáng)課題組制造出的光量子計(jì)算原型機(jī)，計(jì)算速度超越了71年前誕生的世界首臺(tái)經(jīng)典算法計(jì)算機(jī)埃尼阿克(ENIAC)。一位審稿人評(píng)價(jià)：“你們構(gòu)建了第一代‘ENIAC’量子機(jī)器。”

與此同時(shí)，朱曉波、王浩華、陸朝陽(yáng)和潘建偉等科學(xué)家協(xié)同工作，成功實(shí)現(xiàn)10個(gè)超導(dǎo)量子比特的高精度操縱，打破了美國(guó)方面在2015年創(chuàng)造的9個(gè)超導(dǎo)量子比特操縱的紀(jì)錄。

30年前，潘建偉考入中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系，與量子結(jié)緣。21年前，潘建偉師從量子力學(xué)大師塞林格，當(dāng)被導(dǎo)師問(wèn)及夢(mèng)想，他脫口而出：“我要在中國(guó)建一個(gè)世界一流的量子物理實(shí)驗(yàn)室。”

如今作為中國(guó)量子領(lǐng)域研究的領(lǐng)軍者，潘建偉雄心勃勃。他并不滿(mǎn)足這兩項(xiàng)最新成果，而是瞄準(zhǔn)更高的要求。他說(shuō)，要在2017年底實(shí)現(xiàn)大約20個(gè)光量子比特的操縱，同時(shí)制備出20個(gè)超導(dǎo)量子比特樣品。他還說(shuō)，要到2020年做到45至50個(gè)光量子比特的操縱，最終實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算超越經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)的“量子稱(chēng)霸”目標(biāo)。

由于量子計(jì)算的巨大潛在價(jià)值，歐美各國(guó)都在積極整合各方面研究力量和資源開(kāi)展協(xié)同攻關(guān)，大型高科技企業(yè)如谷歌、微軟、IBM等早早布局量子計(jì)算研究。中國(guó)的科研院校及企業(yè)也必須參與這場(chǎng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

出生在浙江省，潘建偉用當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)的“筍”來(lái)比喻中國(guó)量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展。他描繪說(shuō)，筍尖剛長(zhǎng)出來(lái)時(shí)進(jìn)展較為緩慢，一旦長(zhǎng)起來(lái)便越來(lái)越快。他說(shuō)中國(guó)的量子計(jì)算就如“春筍”，“我們的爆發(fā)式增長(zhǎng)已到了相變點(diǎn)”。

潘建偉有此判斷，一方面是基于中國(guó)科學(xué)家多年積累。以他的團(tuán)隊(duì)為例，從1999年突破4光子糾纏操縱到2016年首次實(shí)現(xiàn)10光子糾纏操縱，他們始終“領(lǐng)跑”國(guó)際。

另一方面是國(guó)內(nèi)已形成協(xié)同創(chuàng)新的良好風(fēng)氣，比如最新成果是由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院物理研究所等合作完成，并且得到中國(guó)科學(xué)院—阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室等方面的資助。

“未來(lái)將面臨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，我希望結(jié)合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，讓許多研究者面向同一個(gè)目標(biāo)，集中全國(guó)力量去攻克量子計(jì)算機(jī)，突破國(guó)外的封鎖。”潘建偉微笑著說(shuō)，“保守一點(diǎn)說(shuō)，用5至10年時(shí)間造出幾臺(tái)解決材料設(shè)計(jì)、化學(xué)研究、物理研究等需求的專(zhuān)用量子計(jì)算機(jī)”。