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中国科学院院士郭光灿:量子信息勿过分炒作

2018-11-22  来源:中国科学报  作者:

“有人宣传说量子什么技术马上可以走进千家万户,这是不对的,量子技术距离真正的应用还早。”11月15日,中国科学院院士、中国科学院量子信息重点实验室主任郭光灿在“中国高新技术论坛——颠覆性创新技术主题论坛”上就量子计算机相关主题发表的演讲中提到,近几年量子信息“炒作太过分”。

“量子世界确实神奇,但经过某些媒体、个别学者炒作以后,把量子信息弄得非常火,什么灵魂、宗教这些自然界搞不清的都可以归结于量子纠缠,这是不对的。”事后,郭光灿对《中国科学报》记者说,“后来有媒体采访我,我当时讲得不多,但我想强调的主要观点是,量子信息是科学,不是玄学!科普不应当是科幻。”

“超光速信息传输”和“瞬移”

量子技术做不到

“从经典工具迈进到量子工具新时代,这是量子信息诞生的重大意义。但是,尽管量子时代的前景非常辉煌,但是它的路很漫长。”郭光灿说,“量子技术可以给人类带来什么?有哪些潜在的应用?不能做什么?哪些是非科学的玄学?必须讲清楚。随着人们研究的不断深入,可用的量子技术会不断开拓出来。”

在可用的量子技术中,量子计算机是“最重要的”。但是,郭光灿强调,量子技术有两点“肯定做不到”:第一,量子世界不存在“超光速的信息传输”;第二,量子信息不可能把人瞬时从一个地方传送到另一个地方。

人们对“超光速的信息传输”的误导,源于量子纠缠。“量子纠缠非常奇异:A、B两个纠缠粒子,对其中一个粒子的‘测量’便瞬时引起另一个粒子的状态发生变化——这种瞬时的变化被认为是超光速的通信、‘幽灵般的超距效应’。”郭光灿说,其实,和经典世界一样,量子世界并不存在超光速的信息传输。

“那么‘幽灵’究竟是什么?事实是,两个纠缠粒子之间的瞬时变化无需(未发生)任何信息的传递,真实的物理原因是它们的‘量子关联’。”他说,量子关联是产生这个现象的本质因素。

而所谓量子信息技术可以把人瞬移到另外一个地方,只存在于科幻电影里。

“可以负责任地说,量子技术肯定做不到瞬移,这不是技术达不到,而是原理不通。”郭光灿说,“把科学幻想和神话当成科学知识来传播,是将量子力学妖魔化。”

量子计算机最大的不同:并行运算能力

谈到量子计算机,郭光灿院士首先提到了“摩尔定律的终结”。

“一旦摩尔定律终结了,什么技术能继续提高计算机的运算速度?量子计算技术。量子计算机与经典计算机的最大不同,是来自于量子世界特性的并行运算能力——量子计算机就是靠并行运算能力来加速运算速度的。”

美国数学家Peter Shor提出了一种可以求解大数质因子分解的算法——“Shor算法”,这种方法可以破解当前已被广泛使用的公开密钥加密方法(RSA加密)。但是,这种算法要想分解一个位数较多的大数也是非常困难的。

郭光灿举例说,比如要分解一个129位大数的质因数,有科学家曾用1600台计算机花了8个月的时间才分解成功——这也正是这一加密方法被广泛应用的原因。然而,一旦量子计算机研制成功,几秒钟就能破解。

关键词:量子芯片 郭光灿 量子计算机 量子相干 量子纠缠