“量子計(jì)算機(jī)何時(shí)能夠被研發(fā)出來？”

　　十幾年前，中國科學(xué)院院士、中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任郭光燦向國外同行拋出這個(gè)問題時(shí)，得到的答案是：“也許明天早上，也許要等上50年，也有可能我們這輩子永遠(yuǎn)都看不到?！?/p>

　　而如今，這個(gè)問題的答案已經(jīng)不那么不確定了。比爾·蓋茨認(rèn)為，10年內(nèi)量子計(jì)算機(jī)可望用于云計(jì)算；歐洲科學(xué)家起草的《量子宣言》則預(yù)計(jì)，通用型的量子計(jì)算機(jī)可能會在2035年之前建造出來。

　　“量子計(jì)算機(jī)已經(jīng)從開始大家懷疑的‘能不能做出來’到了‘早晚能做出來’的階段。而且快則10年、15年就會實(shí)現(xiàn)。因此，量子計(jì)算機(jī)研制已經(jīng)到了一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期?！惫鉅N在近期舉行的中國科學(xué)院學(xué)部“科學(xué)與技術(shù)前沿”論壇上如是說。

　　大有可為

　　全球正在掀起一場“量子技術(shù)熱”。而一個(gè)主流共識是，量子計(jì)算和量子計(jì)算機(jī)是量子信息技術(shù)領(lǐng)域最重要的方向。中國科學(xué)院院士、中科院國家數(shù)學(xué)與交叉科學(xué)中心主任郭雷在上述論壇的致辭中強(qiáng)調(diào)了量子計(jì)算機(jī)的戰(zhàn)略地位：“量子計(jì)算機(jī)的研制已經(jīng)列入世界高新技術(shù)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，成為科技強(qiáng)國崛起的重中之重。量子計(jì)算機(jī)必將掀起一場劃時(shí)代革命，一旦人類掌握這種運(yùn)算工具，人類文明將會發(fā)展到一個(gè)嶄新時(shí)代?！?/p>

　　這不是溢美之詞。郭光燦強(qiáng)調(diào)“不必過分夸大量子計(jì)算機(jī)‘什么都能做’”，通用量子計(jì)算機(jī)本身就是一個(gè)非常強(qiáng)大的新型運(yùn)算工具，研制出來后人們可以看到它會有很多不同的應(yīng)用——正如研發(fā)出電子計(jì)算機(jī)的時(shí)候，“當(dāng)時(shí)人們也不知道它有多少用處”。

　　“目前量子計(jì)算真正有代表性的算法或應(yīng)用，就是shor算法，可用于密碼破譯，也就是破解RSA的密鑰體系；第二是Grove量子搜索算法，用于大數(shù)據(jù)處理和云處理；最近討論比較多的是，用于多種物理化學(xué)和生物機(jī)制的模擬，如模擬光合作用?！敝锌圃毫孔有畔⒅攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室半導(dǎo)體量子點(diǎn)量子芯片研究方向帶頭人郭國平在簡述量子計(jì)算的應(yīng)用時(shí)認(rèn)為，未來量子計(jì)算機(jī)大有可為。

　　群雄逐鹿

　　放眼全球，美國政府、公司在量子計(jì)算機(jī)研制方面有著最為完整的布局。

　　2014年，IBM宣布耗資30億美元研發(fā)下一代芯片，主要是量子計(jì)算和神經(jīng)計(jì)算。今年的5月4日，IBM發(fā)布了5個(gè)量子比特的量子計(jì)算云服務(wù)。

　　與IBM幾乎同步，2014年，谷歌宣布來自加州大學(xué)圣巴拉拉分校的知名物理學(xué)家約翰·馬提尼斯研究組加入谷歌研發(fā)量子計(jì)算處理器，并于今年9月提出“quantum supremacy”量子機(jī)研制計(jì)劃。

　　美國另一科技巨頭——微軟也不甘落后，該公司負(fù)責(zé)研發(fā)的副總裁Peter Lee聲稱，微軟在研究方面最大的投資便是量子計(jì)算。

　　上述幾家巨頭的背后，均有美國政府的影子。今年7月22日，美國總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)辦公室發(fā)布量子信息文件稱：“預(yù)計(jì)幾十個(gè)量子比特、可供早期量子計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的系統(tǒng)可望在5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)?！?/p>

　　歐洲在量子技術(shù)領(lǐng)域也有重大布局。在今年5月17日于荷蘭阿姆斯特丹舉辦的歐洲量子會議上，歐盟委員會發(fā)布《量子宣言》，宣布將支持一項(xiàng)十億歐元的量子技術(shù)旗艦計(jì)劃?！读孔有浴穼α孔佑?jì)算機(jī)的研制做出了詳細(xì)部署，他們計(jì)劃5年內(nèi)發(fā)展處量子計(jì)算機(jī)新算法；5～10年“用大于100物理量子比特的、有特定用途量子計(jì)算機(jī)解決化學(xué)和材料科學(xué)難題”，并使研制出的通用量子計(jì)算機(jī)“超過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力”。

　　澳大利亞近年來專注于硅基、磷摻雜的量子計(jì)算方案，并于今年年初成立了硅基半導(dǎo)體量子計(jì)算國家實(shí)驗(yàn)室，給郭國平留下了深刻印象?！八麄?5年來一直集中力量做這件事情，為取道半導(dǎo)體方案研制量子計(jì)算機(jī)奠定了基礎(chǔ)”。

　　俄羅斯也在加緊研究的步伐。據(jù)《消息報(bào)》報(bào)道，俄國家研究型工藝技術(shù)大學(xué)與俄羅斯量子中心正在啟動大型量子技術(shù)中心。報(bào)道稱，該中心將進(jìn)行量子通信和量子電子學(xué)研究，還計(jì)劃為量子技術(shù)領(lǐng)域的青年人才制定并實(shí)施教學(xué)項(xiàng)目。