中國量子計算夢之隊拿遍歐、日、美大獎，繼續保持國際領先

2020-10-10 浩海長歌



量子計算以超越人類想像力的恐怖算力被賦予「第四次工業革命」、「第二次量子革命」、「人類文明躍遷」等改變人類未來科技的各種稱號。

誰率先掌握這門技術，誰就能引力下一場科學的革命，由於這項科技的能力遠超核武器威懾，也是各國不遺餘力舉全國之力抓緊研發的問題所在。

為此，歐洲、日本、美國、中國等都相繼設立諸多獎勵量子計算領域的獎項，以鼓勵科研人員不斷奮進，積極求索，力圖在這場量子計算的競爭中最先勝出。

近日，80後中國科學技術大學青年教授，中國量子「夢之隊」潘建偉團隊成員陸朝陽，近日再次捧得美國大獎，為表彰陸朝陽在光量子計算上的卓越貢獻授予他美國物理學會量子計算獎。

這已經不是他第一拿獎了，相繼收穫眾多國際科學大獎，包括歐洲物理學會授予「菲涅爾獎」、日本「仁科芳雄亞洲獎」、美國 光學會阿道夫隆獎章、歐洲物理學會年度突破和劍橋海外獎等。



中國在量子領域繼續保持國際領先

量子力學是繼牛頓力學和相對論後又一重要的物理理論，該理論雖然還尚處於起步階段，但已經被各國提升帶到戰略層面，被視為改變未來的重要理論之一。

中華文明一直領先全球數千年，直到最近兩百年突然被打斷，錯過了三次工業革命，基礎物理、天文、化學等科學領域幾乎沒有建樹，全被國外壟斷。

人類文明高速大躍進的時候，我們完美錯過。

不過，對於即將到來的「第四次工業革命」——量子革命，我們或將後來居上，起碼目前還是處於領先地位。

10 月 7 日，美國物理學會授予中國科學技術大學陸朝陽教授 2021年度羅夫 · 蘭道爾和查爾斯 · 本內特量子計算獎，以表彰他在光學量子信息科學，特別是在固態量子光源、量子隱形傳態和光量子計算方面的重要貢獻。


這裡給大家解釋一下，固態量子光源主要是用於光量子的產生；量子隱形傳態和光量子計算既可以用於量子通信，也可以用於量子計算，總體來說是表彰量子計算。

我國中科大的量子「夢之隊」潘建偉團隊，率先發射了用於量子通信探索的「墨子號」衛星，它使中國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信，構建了天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。

目前為止，「墨子號」也是全球唯一的量子衛星。



我國並非是提出量子通訊的國家，早在1995年歐洲科研人員在日內瓦湖底進行量子密鑰分發的最初演示時就開始了。在那以後，英國、美國、日本和中國等國家都在探索城市間的量子通信網絡，而現在這競爭從地面進入了太空，我們算不算是後來居上？

在量子計算領域也是同樣如此，量子計算的思想是國外先提出來的，美國做了最積極的探索。而後歐洲、日本、加拿大也紛紛加大了這方面的投入。

但目前為止，保持領先的仍然是我們的量子夢之隊。

  • 去年穀歌實現53個量子比特的計算機，宣布實現「量子霸權」。
  • 今年9月，中科大團隊宣布實現50個光量子操控，速度超越谷歌100萬倍。

（為什麼超越谷歌100萬倍可以大家查詢我上個月發布的科普文）

  • 並且中科大預測今年底之前實現60個光量子的操控，五年內實現1000個，十年內將保真率提升至98%。

如果該計劃成真，那目前為止是全球在量子計算領域的最高目標，沒有之一。


固態光量子計算機


這一次，是我們離夢想最近的一次。

是金子在哪裡都能發光

我國很多高科技人才外流嚴重，特別是有點成績的留學生很多人一去不回，他們的說法是國內缺乏科研的土壤。

本次獲獎的陸朝陽於 2000 年考入中國科學技術大學，本科畢業後，他被保送至合肥微尺度物質科學國家實驗室，師從潘建偉院士從事光量子信息方面的研究工作，自此開啟了他的量子研究生涯。

2007 年，還在讀碩士的陸朝陽作為第一作者在國際上首次實現了對六光子糾纏的操縱，製備了「薛丁格貓態」和「簇態」，刷新了當時兩項世界紀錄。

同年，陸朝陽在國際上首次用光子比特演示了量子信息領域最重要的算法：肖爾大數分解算法。

2008 年，陸朝陽以全額獎學金進入劍橋大學卡文迪許實驗室，轉向固態量子光學的研究，開啟了他的海外求學生涯。


陸朝陽與潘建偉

完成博士答辯後，陸朝陽選擇了回國，以期為祖國的量子研究貢獻自己的一份力量。28 歲時，陸朝陽成為了中國科學技術大學最年輕的教授。

陸朝陽也是海外歸來的，如果缺乏科研土壤的話，他怎麼能屢獲國際殊榮？

而且他最先取得的成就，就是在國內完成的，回來後，也屢屢斬獲國際獎項。


留學生回國同樣能創造一片天地


是金子，在哪都能發光，那些缺乏土壤的說法，從某種程度看，無非不過是嫌貧愛富的藉口罷了。

任重而道遠，理論和產業化還有很長的路要走

量子計算研究雖然我國暫時領先，但中科大畢竟只是學術機構，並非商業化公司。

理論出來了，要轉換成產業化，還有很長的路要走，比如量子計算的底層語言要重新編撰、計算機形態的改變、應用和生態系統跟傳統計算機完全不同，這需要整個社會的助力。

還好我國的阿里達摩院已經進入這一領域，他們負責把中科院的成果轉化成商業。


達摩院量子實驗室


中科院主要負責衝擊量子比特數，而阿里達摩院就在後面負責主攻量子計算的保真率，當保真率達到一定比例後，才可進行商業成果的轉化。



很期待中科大今年底的60個光量子操控，如果發布了，我將在第一時間為大家解讀和科普。

不知道谷歌看了後會作何感想？

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