上海交通大學(xué)金賢敏教授(右二)指導(dǎo)學(xué)生開展光量子芯片制備研究-丁汀-攝
半月談?dòng)浾?蓋博銘
普朗克、愛因斯坦、玻爾、海森堡、費(fèi)米、薛定諤……20世紀(jì)科學(xué)界許多最為杰出的頭腦，都為一個(gè)概念著迷——量子。這是為什么？
2019年末，谷歌宣布其量子計(jì)算機(jī)僅需200秒就能完成傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)花費(fèi)1萬年才能完成的運(yùn)算，聲稱已實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”。這樣的“霸權(quán)”又有多厲害？
這一切，都和量子科學(xué)革命性的潛力密不可分。站在21世紀(jì)20年代的門檻上，我們?nèi)绾蜗胂笪磥砹孔涌茖W(xué)的走向，中國又當(dāng)在此如何發(fā)力？帶著這些問題，半月談?dòng)浾邔ＴL了騰訊量子實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人張勝譽(yù)，聽聽他講解量子科學(xué)的風(fēng)雷激蕩。
量子科學(xué)，何以驚世？
理科生幾乎都聽說過這句名言：如果你第一次接觸量子力學(xué)而不感到驚訝，那你一定是沒有弄懂它。其實(shí)，不限于量子力學(xué)，作為20世紀(jì)科學(xué)探索最輝煌的遺產(chǎn)之一，今日方興未艾的量子科學(xué)整個(gè)領(lǐng)域都在不斷考驗(yàn)人類的“智商上限”。
基于量子力學(xué)理論提出的量子通信與量子計(jì)算，被視為量子科學(xué)在信息技術(shù)領(lǐng)域兩大“前沿陣地”，尤其引人關(guān)注。其中，挾“量子霸權(quán)”“量子優(yōu)勢(shì)”等一系列令人聞之激動(dòng)的術(shù)語而來的量子計(jì)算，已成為今日國際科學(xué)界最為矚目的焦點(diǎn)之一。
張勝譽(yù)向半月談?dòng)浾呓榻B，量子計(jì)算的雄心，在于讓人類計(jì)算能力得到根本性飛躍，因此被認(rèn)為具有孕生顛覆性影響的潛質(zhì)。它以量子比特為基本單元，通過量子態(tài)的受控演化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)計(jì)算，具有經(jīng)典計(jì)算無法比擬的巨大信息攜帶和超強(qiáng)并行處理能力。盡管在全球范圍內(nèi)，量子計(jì)算還處于萌芽期，但谷歌、IBM等新老科技巨頭已為之投入巨大研發(fā)精力，并在過去的2019年接連取得實(shí)際性突破。
我們果真要迎來量子科學(xué)時(shí)代了嗎？
量子科學(xué)，慎言“致用”
科幻電影已暢想過多種量子科學(xué)改變世界的應(yīng)用：超視距物質(zhì)傳輸、多維宇宙空間暢行、“絕對(duì)保密”的量子通訊……讓觀眾每每嘆為觀止。
這些場(chǎng)景離我們還遠(yuǎn)嗎？“遠(yuǎn)。其實(shí)科學(xué)家大多不愿盲目樂觀，大家的共識(shí)是談商業(yè)應(yīng)用還為時(shí)過早。”張勝譽(yù)說，“不過，就像經(jīng)典計(jì)算機(jī)發(fā)展史上晶體管的意外降臨那樣，科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展有時(shí)也會(huì)以驚喜的形式涌現(xiàn)。未來5年，我們也許會(huì)目睹一次顛覆性突破。”
量子科學(xué)奠基于“不確定”，而探索量子科學(xué)終日要面對(duì)的“不確定”，在張勝譽(yù)和他的同道看來是這個(gè)領(lǐng)域最有魅力的一面。不過，“不確定”也給他們帶來實(shí)驗(yàn)室以外的煩惱：悄然興起的種種所謂“量子產(chǎn)業(yè)”，正在與科學(xué)家爭(zhēng)奪大眾的眼球。
張勝譽(yù)呼吁，我們更需要解惑釋疑的科普，而不是毫無根據(jù)的炒作。種種把“風(fēng)聲”包裝成“風(fēng)口”的行徑，實(shí)在是在誤導(dǎo)對(duì)量子好奇的人們。
量子科學(xué)，中國何為？
量子科學(xué)研究，中國離“并跑”還有多遠(yuǎn)？張勝譽(yù)直言差距還很明顯：“這個(gè)差距不是短期就可以彌補(bǔ)的，技術(shù)積淀、人才培養(yǎng)、科研氛圍等方面均存在短板。”不過，在量子通訊等具體領(lǐng)域，中國已有探索走在世界前列，這是希望所在的亮點(diǎn)。
為中國量子科學(xué)邁入“并跑時(shí)代”而努力，現(xiàn)在最需要做的是什么？諸多科學(xué)家表示，要在融合。一方面，以跨學(xué)科培養(yǎng)模式積累人才；另一方面，探索貫通協(xié)作的多學(xué)科人才交叉研究機(jī)制，這不僅是科學(xué)家的事，產(chǎn)業(yè)界的支持也極其寶貴。
令張勝譽(yù)欣慰的是，而今國內(nèi)已有機(jī)構(gòu)在朝著這樣的方向邁出步伐，比如騰訊新近設(shè)立的量子實(shí)驗(yàn)室。作為互聯(lián)網(wǎng)公司布局量子科學(xué)樞紐型平臺(tái)的代表，這家實(shí)驗(yàn)室的開放性令其印象深刻。這也是他選擇加盟的原因。
“作為基礎(chǔ)科學(xué)，量子科學(xué)的壯大不可能一蹴而就。我們要提前布局，更要長期投入。”張勝譽(yù)說，“在這個(gè)過程中，我特別希望能把一線從業(yè)者和中青年學(xué)者聚起來，在緊密的溝通和合作中打造一個(gè)開放而有潛力的生態(tài)系統(tǒng)。”
