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潘建伟——站在中国量子通信顶端的男人!

[日期:2020-05-13]   来源:苏州市光电产业商会(苏州市光电缆业商会)  作者:苏州市光电产业商会(苏州市光电缆业商会)   阅读:96次[字体: ]

 

2019年10月23日,谷歌在持续重金投入量子计算13年后,成功摘取量子计算领域的一个重要里程碑:实验证明“量子优越性”,在特定任务上,量子计算机可以大大超越经典计算机的计算能力了。

中国量子计算研究离这个里程碑还有多远?

《自然》杂志发表的论文显示,谷歌团队基于一个包含53个可用量子比特的可编程超导量子处理器,在200秒内完成了一项任务,并且估计,如果使用当前全球最强的超级计算机Summit来计算得到同样的结果,需耗费约1万年。

中国量子专家,潘建伟团队。

“对于谷歌量子计算系统的关键技术,我们很早就进行了正确的研判和布局,且已有阶段性突破。因此,我国在超导领域虽与美国存在差距,但是不存在代差。” 陆朝阳说。

“也许未来15年将是一个重要节点。”潘建伟团队介绍,量子计算未来将在诸多领域产生颠覆性的影响,包括信息安全、机器学习、药物分析、量子化学等领域,都将打开新的大门。

“还有很多未知的技术挑战在等着我们攻克,近期我们将在中小型带噪声的量子计算设备上探索实际有用的应用,并有望在机器学习、量子化学等领域有所突破。”目前,团队已有明确的科研方向,未来可期。

作为第一阵营中的一员,中国量子计算研究也迅速发展,光量子计算研制进展方面,明年有望实现对50个光子的相干操纵,达到“量子霸权”;超导量子计算研究进展方面,近期可实现30个超导量子比特的纠缠,一年左右实现超导系统的“量子霸权”。

谈到中国量子研究未来展望,潘建伟表示,一是构建完整的天地一体广域量子保密通信网络体系,并与经典通信网络实现无缝链接;二是构建具有国际引领地位的战略性新兴产业和下一代国家信息安全生态系统。同时,实现数百个量子比特的相干操纵,对特定问题的计算能力超过目前全世界计算能力总和的100万倍;利用量子模拟揭示新材料设计、新能源开发等重大问题的机制;研制具备基本功能的通用量子计算原型机,探索对密码分析、大数据分析等应用。

量子通信技术被誉为影响人类未来的重大技术之一,成为国际竞争的新热点。

1982年,法国物理学家艾伦•爱斯派克特(Alain Aspect)和他的小组成功地完成了一项实验,证实了微观粒子“量子纠缠”的现象确实存在。

然而,此时的潘建伟还有一个更为长远的想法:在中国建立一个世界一流的量子实验室,将量子为祖国所用。

谈到未来打算,潘建伟表示,希望把相关成果推向实用化。目前“墨子号”只能在晚上工作,单颗卫星的效率还比较低,未来还希望突破日光背景下的量子通信技术,在此基础上发射多个卫星组成一个“量子星座”,从而真正实现全球化的量子通信。

只要你观测到了其中一个电子的状态,另一个电子也会瞬间产生相同的改变。

当时钻研了一个月,觉得这方案成熟后了,潘建伟便向小组报告了自己的设想。

无论面对记者还是成百上千的普通听众,他都能侃侃而谈,不时用通俗易懂的例子解释晦涩的量子物理。

《华盛顿邮报》就这样描述他的演讲风格:在2019年7月于上海举办的一场学术论坛上,潘建伟用科学痴人爱因斯坦与“星际迷航”的笑话来辅助幻灯片演示;在谈到“薛定谔的猫”这个量子物理中的经典思想实验时,潘则运用站立又平躺的卡通猫图片来解释量子叠加的概念。

彼得· 佐勒认为,如果他的学生、清华量子信息中心执行主任段路明是那种深耕某一个方向、不太擅长表达也不愿意被其他事物分心的科学家,那么潘建伟则是另一种类型:他不一定亲自去拨弄实验器材,但是他能站在后方运筹帷幄。

先于潘建伟十多年之前,1995年,中科院物理所研究员吴令安实现了国内第一个自由空间量子密钥分发演示实验。

“潘的专长主要是光子以及量子储存器,但是他会想到,如果要在国际竞争中有一席之地,还需要哪些拼图,并有眼光选择未来能够带领各个板块的年轻人。”彼得· 佐勒说。

“我跟学生们说,咱们做一个约定:大家把几个技术全学会,然后在适当的时候一起回国,合起来做一点别的团队做不了的事情。”潘建伟说。

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