替代傳統(tǒng)PC？中國量子計算機研制到了關(guān)鍵時刻

　　“量子計算機何時能夠被研發(fā)出來？”

　　十幾年前，中國科學院院士、中科院量子信息重點實驗室主任郭光燦向國外同行拋出這個問題時，得到的答案是：“也許明天早上，也許要等上50年，也有可能我們這輩子永遠都看不到?！?/p>

　　而如今，這個問題的答案已經(jīng)不那么不確定了。比爾·蓋茨認為，10年內(nèi)量子計算機可望用于云計算；歐洲科學家起草的《量子宣言》則預計，通用型的量子計算機可能會在2035年之前建造出來。

　　“量子計算機已經(jīng)從開始大家懷疑的‘能不能做出來’到了‘早晚能做出來’的階段。而且快則10年、15年就會實現(xiàn)。因此，量子計算機研制已經(jīng)到了一個關(guān)鍵時期。”郭光燦在近期舉行的中國科學院學部“科學與技術(shù)前沿”論壇上如是說。

　　大有可為

　　全球正在掀起一場“量子技術(shù)熱”。而一個主流共識是，量子計算和量子計算機是量子信息技術(shù)領域最重要的方向。中國科學院院士、中科院國家數(shù)學與交叉科學中心主任郭雷在上述論壇的致辭中強調(diào)了量子計算機的戰(zhàn)略地位：“量子計算機的研制已經(jīng)列入世界高新技術(shù)的戰(zhàn)略制高點，成為科技強國崛起的重中之重。量子計算機必將掀起一場劃時代革命，一旦人類掌握這種運算工具，人類文明將會發(fā)展到一個嶄新時代?！?/p>

　　這不是溢美之詞。郭光燦強調(diào)“不必過分夸大量子計算機‘什么都能做’”，通用量子計算機本身就是一個非常強大的新型運算工具，研制出來后人們可以看到它會有很多不同的應用——正如研發(fā)出電子計算機的時候，“當時人們也不知道它有多少用處”。

　　“目前量子計算真正有代表性的算法或應用，就是shor算法，可用于密碼破譯，也就是破解RSA的密鑰體系；第二是Grove量子搜索算法，用于大數(shù)據(jù)處理和云處理；最近討論比較多的是，用于多種物理化學和生物機制的模擬，如模擬光合作用?！敝锌圃毫孔有畔⒅攸c實驗室半導體量子點量子芯片研究方向帶頭人郭國平在簡述量子計算的應用時認為，未來量子計算機大有可為。

　　群雄逐鹿

　　放眼全球，美國政府、公司在量子計算機研制方面有著最為完整的布局。

　　2014年，IBM宣布耗資30億美元研發(fā)下一代芯片，主要是量子計算和神經(jīng)計算。今年的5月4日，IBM發(fā)布了5個量子比特的量子計算云服務。

　　與IBM幾乎同步，2014年，谷歌宣布來自加州大學圣巴拉拉分校的知名物理學家約翰·馬提尼斯研究組加入谷歌研發(fā)量子計算處理器，并于今年9月提出“quantum supremacy”量子機研制計劃。

　　美國另一科技巨頭——微軟也不甘落后，該公司負責研發(fā)的副總裁Peter Lee聲稱，微軟在研究方面最大的投資便是量子計算。

　　上述幾家巨頭的背后，均有美國政府的影子。今年7月22日，美國總統(tǒng)科學技術(shù)辦公室發(fā)布量子信息文件稱：“預計幾十個量子比特、可供早期量子計算機科學研究的系統(tǒng)可望在5年內(nèi)實現(xiàn)?！?/p>

　　歐洲在量子技術(shù)領域也有重大布局。在今年5月17日于荷蘭阿姆斯特丹舉辦的歐洲量子會議上，歐盟委員會發(fā)布《量子宣言》，宣布將支持一項十億歐元的量子技術(shù)旗艦計劃?！读孔有浴穼α孔佑嬎銠C的研制做出了詳細部署，他們計劃5年內(nèi)發(fā)展處量子計算機新算法；5～10年“用大于100物理量子比特的、有特定用途量子計算機解決化學和材料科學難題”，并使研制出的通用量子計算機“超過傳統(tǒng)計算機的計算能力”。

　　澳大利亞近年來專注于硅基、磷摻雜的量子計算方案，并于今年年初成立了硅基半導體量子計算國家實驗室，給郭國平留下了深刻印象。“他們15年來一直集中力量做這件事情，為取道半導體方案研制量子計算機奠定了基礎”。

　　俄羅斯也在加緊研究的步伐。據(jù)《消息報》報道，俄國家研究型工藝技術(shù)大學與俄羅斯量子中心正在啟動大型量子技術(shù)中心。報道稱，該中心將進行量子通信和量子電子學研究，還計劃為量子技術(shù)領域的青年人才制定并實施教學項目。