對話郭光燦院士:我國量子信息技術研究處在國際前列

量子科技，一個看起來高深莫測的科技詞彙，因為中央政治局的一次集體學習迅速成為熱詞，圍繞什麼是量子科技、我國在該領域的研究成果、量子科技如何影響現有產業等問題的討論也持續火熱。

10月22日，新京報貝殼財經記者就量子科技的相關問題專訪了量子信息專家——中科院院士、中國科學技術大學郭光燦教授。郭院士在量子光學、量子密碼、量子計算、量子信息等眾多研究方向取得一系列優秀成果，是量子科技的先行者和開拓者。

量子信息專家，中科院院士、中國科學技術大學郭光燦教授。 受訪者供圖

新京報：中央政治局集體學習時提到，量子力學是人類探究微觀世界的重大成果。那麼，該如何理解量子這個概念？

郭光燦：1900年，普朗克第一次把量子的概念引到物理學來，目的是為了解決「紫外災難」問題。普朗克心中的量子是「能量的最小單元」，也就是說，能量是一份一份的，有一個最小的單元。但這個「量子」在普朗克心中是虛構的，不是真實的，所以普朗克研究了十幾年也沒有把這個「心中的怪物」消滅掉。

愛因斯坦說量子本身就是真實的物理實在，是客觀存在的，例如光量子。光量子具有波粒二象性，是光束裡面最小的單元，也是能量單元，它有動量、有能量，是一個粒子，所以叫光量子或者光子。

此後，量子變成實在的物理課題，德布羅意再把波粒二象性推廣到所有的物質，成為物質波，所以到德布羅意時期，具有波粒二象性的微觀粒子都叫量子。

量子力學誕生以後量子的概念有很大的發展，量子不僅僅是微觀粒子了，宏觀上，像我們現在做到量子計算機、量子密碼它都不是能量的最小單元，但他是量子的。為什麼說它是量子的？因為它的運動規律是按照量子力學運行的，我們現在更準確的說，凡是運動規律符合量子力學的粒子或系統，都叫量子。

需要注意的是，現在有一些號稱「量子水」、「量子眼鏡」，那些根本和量子力學一點關係也沒有，只是炒作一個概念，要判斷這個東西是不是量子的，不是要看大小，也不是要看帶不帶量子這個名字，而是要看是不是必須用量子力學來處理它的運動規律，如果不是，那就不是量子的。

新京報：中央政治局集體學習時提出，總體上看，我國已經具備了在量子科技領域的科技實力和創新能力。同時，也要看到，我國量子科技發展存在不少短板，發展面臨多重挑戰。以你對該領域的認識，我國在量子領域的國際地位如何？

郭光燦：我們國家在量子領域的整體研究水平處在國際第一梯隊的位置，細分來看，我們在量子密碼領域跟國際一流是不相上下的，但我不能說它領先，因為美國從2015年開始就不再公布他們的研究成果了，我們不知道他們在什麼程度，自然也不能說領先他，但我們可以說不會輸他，我們是一流水平。而量子信息技術，我們可以實現世界上最高維度的量子糾纏，可以實現最高粒子數的糾纏，也可以達到世界上最高的糾纏的保真度，所以我們量子信息技術也是居於國際前沿的。

量子計算機我們落後美國大概五年以上的水平，但我們在這個領域也佔有一席之地。近期空客集團發起了一個競賽，請全世界搞量子計算的人使用量子計算機來解決某些問題，一共有36個單位參加，入圍決賽的5家單位中我國就有一家。

量子技術領域的基礎理論在20世紀80年代末90年代初已經基本完成了，量子計算、量子密碼、量子通信的基本原理在國際上已經完成了，那都是國外完成的，國內沒有貢獻。我國最早於1997年、1998年、2000年在國際上有影響的《物理評論快報》上發表了三篇關於量子信息的文章，讓世界聽到了中國在這一領域發出的聲音，那是我們第一次在國際上有發言權。而我們最近20年的工作就是此前已經完成的理論怎麼在物理上實現。

新京報貝殼財經記者 羅亦丹 編輯 趙澤 校對 李世輝

（責任編輯：張洋 HN080）