出品| 搜狐科技
作者 | 张雅婷
编辑| 杨进
“不过,我坚信上帝不会掷骰子。”
1926年12月4日,爱因斯坦在给玻恩的信中写下了这条著名的宣言,表达了他对因果律的立场。
爱因斯坦反对世界的本质是随机的,但2022年诺贝尔化学奖的实施让更多的人了解了更多的可能性。 科学家的精确实验证明了量子态的不确定性,或者说“上帝在掷骰子”。
中国科学院院长、本源量子首席科学家、中国计算机学会量子专业组秘书长郭国平在接受搜狐科技采访时表示,诺贝尔奖让更多人更直观地感受到量子热不是伪科学、不是神学,而是科学。 基于量子热学的量子信息,包括量子通信、量子精密探测和量子估计,具有严格的科学基础。
事实上,量子热学这一研究微观粒子运动规律的理论已经进入人们的生活一百多年,并催生了集成电路、激光、核磁共振等技术发明。 这次被科学界称为“第一次量子革命”的技术飞跃,为现代信息产业奠定了坚实的基础。
近年来,以量子估计和量子通信为代表的第二次量子革命“即将到来”。 人们正在从被动观察和应用量子定律转向主动调控和操纵。 以量子计算为例。 长期以来,量子计算机已被证明在某些领域优于经典计算机。
为了制造更好、更快的处理信息的机器,郭国平在量子领域研究了近两六年后离开了实验室,与郭光灿教授一起创立了本源量子。 他声称创业的初衷很简单,“我希望把我的研究成果变成产品,而不仅仅是放在实验室、故事书、论文集里。”
对标IBM、谷歌,圆圆量子希望打造中国量子计算机,为世界量子计算发展贡献中国力量。 这不是一件容易的事。 郭国平透露,本源成立已5年,已交付完整的量子计算机,但研发成本远小于收入,每年蒙受近亿巨额亏损。
与发达国家相比,我国在量子领域还存在一定差距。 郭国平表示,量子估计、量子通信、量子精密探测等所有关键、原则概念都不是中国提出的,甚至不是中国人提出的。
“量子计算上的测控系统,包括很多周边的东西,仍然会使用传统的芯片、元器件等,在产业基础比其他国家差的情况下,会影响量子计算本身的发展。我们不能责怪女量子物理学家,也要敢于看清现实。”
据悉,我们还需要认识到,量子估计距离实用化和产业化还有很长的路要走,尽管需要20年左右的时间才能研制出具有成熟容错能力的通用量子计算机。 这位诺贝尔化学奖获得者提醒,量子计算领域存在炒作,基础科学与其应用之间总是存在意想不到的起伏。 我们必须小心。
《人类历史》提到,历史一再向我们表明,很多我们以为必然发生的事情往往因为不可预见的制约而未能实现,一些难以想象的情节最终成为事实。
“在20世纪40年代,当我们进入核时代时,许多人预测公元2000年的顶峰将成为一个核世界。 第一个人造卫星和阿波罗11号的发射,你们都开始认为到20世纪末,人类可以殖民火星和冥王星。 但这些预测都没有实现,另一方面,也没有人想到互联网会发展成今天的样子。”
第四次科学革命将在哪些领域爆发,量子热将在其中发挥什么作用? 事实上,绝大多数人只有站在高处回顾悠久的历史时才会“恍然大悟”。
以下为谈话实录(已编辑):
一、关于诺贝尔奖和量子估计
“在科学发展的过程中,人类在一定时期内就像盲人摸象一样。”
搜狐科技:2022年诺贝尔化学奖授予三位量子信息领域科学家,表彰他们在量子纠缠领域取得的成就。 很多人说爱因斯坦的观点被打破了。 你怎么认为?
郭国平:爱因斯坦思考的问题是,量子热的这些不确定性是否有更关键的原因,而不是量子热本身的不确定性。
此次获得诺贝尔奖的三位科学家通过实验证明了量子态的不确定性,证明了上帝在掷骰子。 所以从这个角度来说,你认为爱因斯坦当时是错的,但实际上是没有问题的。 任何科学仍在发展中。 明天的这个理解就是最终的答案吗? 我有一个开放的心态。
就像从历史的角度来看,对光的认知经历了粒子论、波动论、波粒二象性几个阶段。 在科学发展的过程中,人类就像盲人摸象一样,在一定的时间内,但只有在一定的边界条件下,我们才给出了我们的认知。 我觉得很难说对错,尤其是这些前沿科学。
搜狐科技:此次诺贝尔奖对于量子计算产业的发展有何意义?
郭国平:量子热科学已经进入我们的生活一百多年了。 没有量子热科学,就不会有集成电路和激光器。 这次诺贝尔奖的作用,让更多人直观地感受到,量子热不是伪科学,也不是神学,而是科学。 基于量子热学的量子信息,包括量子估计、量子通信和量子精密探测,具有严格的科学基础。
2. 浅谈量子估计的发展阶段
“如果用经典计算机作为参考系统,今天的量子计算机仍然处于电子管时代。”
搜狐科技:为什么需要量子计算?
郭国平:蒸汽机刚发明的时候是装在马车上的,但是跑得没有小马车那么快。 现在回想起来,你认为蒸汽机有用还是没用?
人类总是追求更快、更好、更多。 我们发现量子估计至少对于一些具体问题,原则上它具有更强大的处理能力和更快的处理速度。
搜狐科技:如果以传统芯片和经典计算机作为参考系统,您认为量子芯片和量子计算机今天的发展已经达到了什么阶段?
郭国平:可能还处于电子管计算机的早期阶段,当时计算机比一间卧室还大。
然而,量子估计的发展与传统估计并不完全相同。 从我们当代人的认知来看,量子计算机并不一定在所有问题上都比经典计算机表现得更好。
因此,量子计算机并不是取代经典计算机,而是相辅相成,对一些具体问题有加速疗效的关系。
搜狐科技:哪些场景比经典计算机好女量子物理学家,哪些场景比经典计算机差?
郭国平:没有什么比经典计算机更糟糕的了。 如果说更糟糕的话,那就是从经济和复杂性的角度来看。 早已证明量子计算机比经典计算机更好,例如破解对称密钥和大数据检索。
三、谈谈我国量子技术与发达国家的区别
“我们搭便车习惯了,日本人发明蒸汽机的时候,我们用高性价比、低成本抢市场,但现在他们不让你搭便车了。”
搜狐科技:与发达国家相比,我国的量子技术处于什么水平?
郭国平:量子信息,包括量子估计、量子通信、量子精密探测,所有关键的、原则性的概念都不是中国提出的,甚至不是中国人提出的。
量子估计的测控系统,包括很多外围设备,仍然会使用传统的芯片元件。 在这种情况下,工业基础比其他国家差,这会影响量子估计本身的发展。
就像人一样,基础薄弱、身体虚弱的人,只能逐步提高身体素质。 我们不能指责,更要敢于看清现实。
搜狐科技:与经典计算机时代相比,我国量子计算的发展是否更好?
郭国平:量子计算机时代没有这么惨,也不排除未来会不会出现这么惨。 在观念和思维上,生产和学习之间还存在两张皮的现象。 量子估计绝对不是一项只有少数科学家才能完成的孤立任务。
当计算机刚出现时,美国愿意从低性能的计算机开始。 1957 年,我们也有了电子管计算机,但没有留下来。 如果没有人使用,再好的东西也没有生命力。
如果龙芯电脑给你用,但是没有一个好用,你用龙芯还是用龙芯? 你们都想选择更好的表现,如果每个人都这样选择,我们怎么能超越别人呢?
IBM和谷歌已在全球部署了30多台量子计算机,超过100家公司和数十万人正在使用它们。 中国有多少人在使用它们? 有多少公司在使用它? 有多少人知道量子计算机不能留在实验室?
搜狐科技:国外有多少个人和公司在使用它?
郭国平:基本上是空白,没有必要讨论那几站、两站。
你们都在等待蒸汽机越过马车,却不愿意参与将蒸汽机装上马车、装上帆船的过程。 我们搭便车习惯了,等日本人发明了蒸汽机,我们就能以高性价比、低成本抢市场,让他没饭吃了?
搜狐科技:这也是一个商业创意吗?
郭国平:但是现在人家不搭你的便车了。
4. 谈谈原始量子
“与IBM和谷歌相比,圆圆虽然实现了从零到一的步骤,并将整台量子计算机交给客户使用,硬件上相差2-3年左右,但软件方面目前没有差异。”
搜狐科技:为什么要从实验室退下来创办本源量子?
郭国平:我研究量子芯片这么久了,希望把它做成产品,而不仅仅是放在实验室、故事书、论文集里。 我们的观点很简单,尝试制造更好更快的机器来处理信息。
搜狐科技:本源自成立以来一直对标IBM、微软。 本源成立五年来,做了什么? 和IBM、有很大区别吗?
郭国平:我们实现了从零到一的步骤,把完整的量子计算机交给了客户,但是他们觉得还可以。 与IBM、谷歌相比,本源在硬件上大约有2-3年的差距,目前在软件上没有差异,但未来差异可能会扩大。
举个简单的反例,如果你想学习量子计算机的语言和操作系统,你愿意向国外学习,还是向IBM、谷歌学习?
我们把同样的软件放在国际开源网站上,国外下载原始源码的用户数量比微软和IBM少很多,甚至比日本用户下载原始源码的数量还要少。
搜狐科技:本源目前的财务状况如何? 您更关注新技术的突破还是利润?
郭国平:原来的研发成本远远小于收入,每年损失近亿的巨额。
我们的目标是打造中国量子计算机,为世界量子计算发展贡献中国力量。 所以,技术和商业必须两条腿走路。 没有技术突破,就没有竞争力。 如果不和用户在一起,就闭门造车,就很难真正做出对用户有用的产品。 更现实的是,没有钱回来支持进一步的发展。
搜狐科技:近五年来本源的发展目标是什么?
郭国平:就像跑马拉松一样,关注第一名和第二名,不要被拉得太远。 在此过程中,我将服务更多的国家相关部门和企业,培养一支量子计算人才队伍,凝聚力量传播量子计算不是伪科学,尽全力普及中国量子计算机的操作系统语言。
搜狐科技:从资本市场来看,量子计算已经成为比较热门的投资方向。 对于这些现象你怎么看?
郭国平:任何事情在发展过程中出现适度的泡沫都是正常的。
但是,我们需要避免将好人和坏人混在一起。 我们不能让做量子鞋垫的人收钱,5年内从来没有做过量子计算的人也能收钱。 因为这会产生过多的泡沫、过多的关注、过高的不切实际的期望,并最终导致更大的挫败感。
搜狐科技:量子计算机是一种用来快速解决特定问题的机器。 什么时候才能给其他行业带来更重大的改变?
郭国平:解决具体问题就像挖冰。 整个冰块也是从一点开始的。 从科研人员的角度来看,我们已经证明了我们在个别具体问题上有优势,因此还需要在其他领域继续努力探索。
从全球范围来看,我认为3-5年内,量子估计一定会在一些对生产生活有实际意义的问题上发挥重要作用。 在这个过程中,它可能会与传统计算机和人工智能进行合作。
搜狐科技:量子计算机有没有可能像今天的经典计算机一样走进千家万户?
郭国平:我认为未来不会每个人都拥有它,但每个人都可以使用量子计算机并从量子计算机中受益。 我们可以通过云端去云端使用量子计算机,而且这个机器并不一定要进入普通家庭,到每个人的手中。
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