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星际旅行、返老还童……
今年的WE大会,就是一部科幻电影

2017-11-06  来源:腾讯科技  作者:孙实

中国科学院院士、量子计算专家、图灵奖获得者姚期智

核心观点:量子计算具有革命性的意义,目前量子计算机的问世已经处于“最后一公里”的状态,但仍需要时间。科学家已经了解到什么样的材料是最适合做量子计算机的,而且知道这个蓝图基本上是有了,但是它还是一个非常难的实践过程。

演讲摘要:

今天我想谈的题目是关于量子计算,这个题目是量子计算时代的来临。量子计算在学术的期刊上,在普通的报纸杂志上,现在是一个相当热门的常常被谈到的题目,那到底量子计算是什么?为什么量子计算比经典的计算机能够快那么多,仍然对大多数人来讲,还很神秘。

在我的演讲里面,我们想要回答两个一般人最想问的问题:

第一,量子计算为什么是一个革命性的计算原理,它和经典的计算机到底不同在哪里?它为什么会这么快?

第二,量子计算机什么时候会出现?

量子计算机为什么和传统计算机完全不一样?我们中国有一个很古的寓言,是说“杨子见歧路而哭之”,杨朱看到有一只羊走失了,他走到了分叉的地方,他不知道羊在哪一条路上,这个时候他就不能够决定,觉得很悲伤,因为看起来唯一的方法,就是你必须先去走一条路,然后再走另外一条路。这代表着我们在做计算机的一个计算问题的时候,我们想要找一个答案,常常要搜索好几个不同的方向,来看到底哪一个方向才能够给你一个答案。所以说传统计算机就有这样的一个问题。

在量子世界里面,这个问题能够得到解决。

演讲摘要:我们可以这样想,在传统的世界里面,杨子看到有歧路,我们脑筋里面出现的一个景象,最好的解决方法是什么呢?如果杨子是孙悟空的话,这个问题就解决了,因为我在头上拔几根毛,变出很多个小孙悟空,每个人都走不同的路。这样的话,大家可以同时搜索,搜索的时间就短了,一个难的问题就变得容易了。

而在量子世界的时候,这些最微小的粒子本身就具有孙悟空一样的能力。所以,这是一个非常神奇的事情,在这种最微小的量子世界里面,一个小孙悟空可以一下子变成两个孙悟空,有一半的他走一条路,另外一半走另外一条路。

所以在量子世界里面,在这些最小的分子、原子之下,他们这些小孙悟空,如果我们在一种适合的情况下,他们真的能够有一个非常好的配合,能够让他们所有的分身全部分开,大家一起合作。换句话说,这个就是达到了我们的平行计算,基本上等于有无限多个能够运作的计算器给你用。

如果我们有了量子计算机,我们就可以像现在能够模仿古典的物理,用我们的计算机做各种事情。如果有了量子计算机就可以解量子方程式,量子方程式它是最重要的一个方程式,如果你能解量子方程式的话,你可以解决很多物理上的问题、化学上的问题、生物上的问题,你能够做很多的事情。

我们现在基本上经过这20多年的努力,科学家已经了解到什么样的材料是最适合做量子计算机的,而且知道这个蓝图基本上是有了,但是它还是一个非常难的实践过程。

我想告诉大家,在清华大学量子信息中心做什么事情。现在有用超导做量子比特,也有用离子来做量子比特,甚至用钻石做量子比特,它们都各有优劣。比如说钻石,我们大家都喜欢钻石,但是它真正的好处是,它是一个固体,同时能够在常温工作,不需要用很多的冰箱来冰它,如果有一天要做一个钻石量子计算机,像钻石量子计算机又赏心悦目又有面子,你就可以放在你的桌子上。

另外还做一些拓扑的量子计算,对纠错特别好的,我们在六年以前觉得这个时机已经到了,理论都已经成熟了,工作也都知道往哪个方向,所以我们成立一个量子计算机所,在这个中心里面,所有的科技我们都做。我们经过这六年,已经成为世界上相当知名的一个量子计算机中心。

另外还做一些事情,在量子计算机里面最重要的事情是要做记忆,做记忆两个事情很重要,一是它需要有很多的存储,我们最近的一个工作就是在原子上面能够做出225个记忆体,这个比以前增加了10倍。

另外,我们还希望量子比特存储得久,比如说0.01秒就消失了,我们最近做的一项工作,用的是离子的量子计算。离子很有意思,它是先把原子用电离的方式做成变成离子,然后用镭射固定、冷却,同时操纵它。

最后,我讲讲量子计算在科学里面占什么样的地位,我想和大家说,对我来讲最兴奋的将来,就是我们现在两个最热门的题目,量子计算和人工智能可以结合在一起。因为人工智能可以是人类想要了解自然界,怎么样做出这么聪明的人,我们想要达到这个境界。

如果能够把量子计算机和AI放在一起,我们可能做出连大自然都没有想到会有如此结果的事情。

关键词:WE 腾讯

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