原創 Kai 世界頂尖科學家論壇 

近日，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽團隊構建的一套名為“九章”的光量子計算系統刷屏了所有海內外媒體。

基于光的“九章”。圖｜新華

潘建偉團隊在科學頂刊《Science》上宣布“九章”的驚艷成績：在200秒內就能完成世界第三大超級計算機需要超過20億年努力的結果。

在此之前，人類歷史上只有谷歌的“懸鈴木”（Sycamore）曾經實現過“量子霸權”（quantum supremacy）。

什么是“量子霸權”？“九章”金光閃閃的出現是不是說明量子計算機已經有可能走入千家萬戶，甚至替代傳統計算機？量子計算機真的能全面碾壓傳統計算機嗎？

帶著滿腦子的疑惑，小編昨天深夜獨家連線馬克斯·普朗克量子光學研究所理論部主任、2013年沃爾夫物理學獎得主伊格納西奧·西拉克(Ignacio Cirac)。

西拉克教授在連線中開場激動地表示：

潘建偉教授的這項成果十分了不起。

他隨后展開解釋了這項技術的重要意義：“多年以來，其實我們一直知道，我們有能力建造不同種類的量子計算機的小型原型。

“然而，截止目前，我們還是很難證明憑借這些量子計算機，我們可以做到傳統計算機難以企及的事情。

“然而實驗物理學家潘教授卻精準做到了這一點。潘教授證明了他所做出的量子計算機比這個特定領域里任何已知的東西都要強大。接著針對特定的學術問題，‘九章‘能夠顯示出它無法比擬的解決能力?！?/p>

西拉克教授在與小編的采訪中表示：“‘九章’是一項了不起的成就！”西拉克教授揭示了“量子霸權”的真諦——量子計算機至少能夠在一種類型的任務上打敗傳統計算機。

事實上，幾十年來，理論物理學家都堅信量子計算機一定能夠戰勝傳統計算機。然而從現實角度來說，想要建造這么一個量子計算機挑戰性極其艱巨。

2019年，“懸鈴木”在國際上一舉成名，因為它的量子計算機原型在大概3分鐘就完成了一項計算，而據其研究人員估計，一臺超級計算機需要花費1萬年的時間。

“懸鈴木”的處理器。圖｜Google

當然，在這些磅礴的數據背后，西拉克教授也指出了“懸鈴木”和“九章”兩者單獨作為計算機都不會有特別大的實際用處。

據西拉克教授介紹，“懸鈴木”的基本結構更接近于傳統計算機。傳統計算機使用比特進行計算。比特可以呈現出2選1的狀態，通常我們用1或0表示。而“懸鈴木”則使用了“量子比特”，允許多種狀態同時存在。這給予了它們能夠比傳統計算機更迅速解決問題的理論基礎。

“懸鈴木”的量子電路是基于超冷、超導金屬，而“九章”則是用了光子創建。

西拉克教授認為雖然“九章”目前的設計就是為了解決高斯玻色采樣的問題,但是并不代表它未來只能做這個。

它之所以如此獨特正是因為它突破了教科書，采用了非比尋常的模式創建，因此我無法斷定它的未來?；蛟S它能締造更多奇跡。

至于很多專家在討論“九章”時都指出的問題：它在技術上無法完成規模的增大，西拉克教授表示他并不太擔心。

西拉克教授認為這其實是量子計算機的普遍問題?！霸砩?，量子計算機是能夠增大并且成為通用計算機的。但是，在實際過程中，量子計算機仍然有很長一段路要走，因為它還需要量子糾錯?！?/p>

但是西拉克教授表示巨大的挑戰意味著“量子計算機的增大”是一個非常有趣的話題，值得“后浪”們不斷地去探索。而潘建偉教授既然能展現出如此卓越的成績，那么“九章”的未來同樣也會吸引更多人。

在采訪的最后，西拉克教授笑著揭秘了一段過去，其實他認識潘建偉教授20多年了。當西拉克在因斯布魯克大學（University of Innsbruck，奧地利的知名大學）任教時，潘建偉在同一所學校攻讀博士。因此，西拉克教授道：“我可是全程關注著潘建偉教授的職業生涯。”

西拉克教授展開講述了一下他們的跨國友誼。他專程來中國看望過很多次潘建偉教授，而潘建偉教授也多次造訪德國。他們經常交流想法，互相都從對方那里受益良多。西拉克教授感慨：“我真的非常喜歡這樣的交流和合作。同時，一直期待著能再次和潘建偉相見并且交流學習?！?/p>

伊格納西奧·西拉克(Ignacio Cirac)。圖｜BBVA

事實上，在第三屆世界頂尖科學家論壇（WLF）期間，伊格納西奧·西拉克(Ignacio Cirac)與潘建偉教授共同參與了以“秘境之鑰”為主題的世界頂尖科學家量子物質峰會。

在這場別開生面的峰會上，他們一同探討了量子計算的潛在應用、量子模擬的最新進展、跨學科合作對量子計算領域的重要意義等，深入地為大眾講解了量子計算這個充滿著未知和挑戰的前沿學科。

排版｜Kai

編輯｜羽華

責編｜小文

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