原創(chuàng) 華商韜略 華商韜略 收錄于話題#潘建偉1#量子計算1#九章1

比日本的快100萬億倍，比美國的快100億倍！

作 者丨張靜波

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圖片：網(wǎng)絡、圖蟲創(chuàng)意

有人忙著社區(qū)搶菜，也有人爭奪高科技陣地。例如，干出比世界上最快的超算還要快100萬億倍的量子計算機。

“在中國，人們稱他‘量子之父’。對于這一稱呼，潘建偉當之無愧?！?/p>

2017年，世界權威學術雜志、英國《自然》在一篇新聞中這樣寫道。

那一年，潘建偉當選《自然》雜志年度十大科學人物，理由是“在他的帶領下，中國成為遠距離量子通信技術的領導者”。

僅僅三年后，他和他的團隊就再次創(chuàng)造新紀錄——

2020年12月4日，中科大向世界宣布：潘建偉等人成功構建了一臺76個光子的量子計算原型機——“九章”。

“九章”有多厲害呢？

在求解5000萬個樣本的高斯玻色取樣時，目前世界上最快的超級計算機——日本富岳，需要6億年，中國最快的超算——太湖之光，需要25億年。

而“九章”僅需200秒！比富岳快100萬億倍，比一年前剛剛拿下量子霸權的谷歌“懸鈴木”快100億倍！

量子計算，被視為下一代計算技術。

傳統(tǒng)計算機使用0和1，而量子計算機中的量子，通常是原子、電子或光子，既可以是0和1，也可以是0和1的疊加態(tài)。

這多出來的狀態(tài)，隨著量子數(shù)的增加，會呈現(xiàn)出爆炸性的算力。

潘建偉曾將量子計算機和傳統(tǒng)計算機的算力差距，比喻為核武器和槍炮之間的差距。

對于被傳統(tǒng)算力瓶頸困擾多年的新藥開發(fā)、石油勘探、金融定價等眾多民生經(jīng)濟問題來講，這是夾縫中看到的一縷曙光。

也因此，全球各國，尤其中美之間，圍繞量子計算，展開了一場激烈競爭。

在“九章”之前，以IBM、谷歌為首的美國巨頭，搶占了量子霸權，其每年發(fā)表的專利數(shù)是中國的3倍多！

尤其2019年，谷歌推出53個量子比特的“懸鈴木”，在人類歷史上首次實現(xiàn)量子霸權，也就是對所有傳統(tǒng)計算機的超越。

“九章”的問世，一下子縮小了中美間的差距。

雖然目前它只能處理特定問題，也無法編程，距離通用計算還很遠，但這無疑向世界昭示了中國量子計算的未來。

不久前，潘建偉和他的團隊給自己設定了遠大的目標：15到20年，研制出通用的量子計算機。

為了這一目標，他們計劃在五年內(nèi)將量子位增至1000個，10年的目標與IBM、谷歌相同，即100萬位量子計算機。

過去，潘建偉及其團隊引領了中國的量子通信?，F(xiàn)在，他們還將引領中國的量子計算。

“幸福，就是玉米糊上抹豬油。”

2019年，潘建偉在中科大，這樣回憶自己的童年。

在那個物質(zhì)匱乏的年代，潘建偉跟著外婆在農(nóng)村長大，大米不夠吃，就吃玉米糊，哪家條件好，能在玉米糊上抹點豬油，鄰居就很羨慕。

貧窮刺痛了潘建偉的心，他決定效仿老一輩科學家，“用科學為國家做點事情”。

1931年考入清華歷史系的錢偉長，物理只考了5分，但為了報國，他毅然棄文從理。

潘建偉雖沒棄文從理，但也放棄了保送浙大熱門專業(yè)的機會，毅然選擇了中科大物理系。

在那里，他很快就迷上量子力學。那是一門讓愛因斯坦都感到崩潰的學科，因為它太反直覺了。

兩個糾纏的粒子，即便遠隔十萬八千里，也能瞬間相互作用。

“幽靈般的遠距作用?！睈垡蛩固巩吰湟簧枷胪品@種看似“虛幻”的存在，但他最終失敗了。

雖然人類至今無法解釋這種現(xiàn)象，但它對保密通信卻有著重要意義，因為這意味著：沒有人可以做到，“偷窺”其中一個粒子，而不被人知道。

潘建偉深知其中的意義，但要將它付諸實踐，就必須先做實驗。而彼時，國內(nèi)并沒有這樣的條件。

為此，他在出國留學時，放棄了一位諾獎得主、轉(zhuǎn)而選擇當時名不見經(jīng)傳的塞林格教授當導師，因為后者領導著一個世界級的量子實驗室。

1996年，兩人第一次見面時，塞林格問潘建偉：“你的夢想是什么？”

“將來在中國建一個世界一流的量子物理實驗室。”潘建偉脫口而出。

潘建偉的回答，給塞林格留下極深的印象，他把潘建偉安排進當時正在進行的光量子隱形傳態(tài)實驗中。

塞林格對這位來自東方的學生寄予厚望，而潘建偉也沒有辜負他的期望。

僅僅一年后，潘建偉所在團隊，便成功將一個粒子的狀態(tài)，從一個地方傳到另一個地方，而這個粒子本身并沒過去。

這項實驗后來被發(fā)表在《自然》雜志上，被認為是量子信息實驗領域的開山之作，它甚至被《自然》雜志選為“百年物理學21篇經(jīng)典論文”。

一同入選的，還有倫琴的X射線和愛因斯坦的相對論。

但這足以光耀門楣的成績，并沒有解開潘建偉長久以來的那個心結。

“出國，就沒想著留在國外。”

2001年，在導師塞林格的不解中，潘建偉毅然回國。中科大從當時捉襟見肘的經(jīng)費中撥出690萬元，支持他組建量子物理實驗室。

做實驗尤其量子物理實驗，不像搞純理論，一個人就可以。它需要激光器、電子學、材料學等各領域的人才。

為了組建這個實驗室，潘建偉國內(nèi)、國外兩頭跑。

他還在中科大遴選了一批青年學生，其中就包括后來發(fā)明了世界上第一臺光量子計算機的陸朝陽。

然后，潘建偉將他們送出國門，雙方約定：學成后必須回國。

有了資金，有了人才，潘建偉的量子物理實驗室開始嶄露頭角。僅僅兩年后，他們就實現(xiàn)了自由量子態(tài)隱形傳輸。

緊接著，又先后實現(xiàn)了100公里、200公里的量子保密通信實驗。

2013年以后，隨著國家對量子保密通信加大投入，潘建偉迎來人生的高光時刻。

2016年，世界首條量子保密通信骨干線路——全長2000公里的“京滬干線”貫通。

同年，世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”升空，并成功實現(xiàn)了與“京滬干線”地面站的連接。

全世界為之一振。《自然》雜志這樣寫道：

“在量子通信領域，中國只用了10年，便從不起眼的國家發(fā)展為世界勁旅，并將領先于歐洲和北美?！?/p>

但潘建偉并不滿意，因為在更重要的量子計算領域，中國仍然落后于美國。他要趕超。

彼時，IBM、谷歌等量子計算巨頭，大多選擇了超導路線，而潘建偉卻選擇了光量子路線。

多年前，當美國計算機科學家阿倫森提出光量子計算機構想時，一些物理學家說它根本不起作用。就連阿倫森自己也認為，這個設計將永遠停留在紙上。

但潘建偉團隊并沒有放棄，他們一天工作12個小時，不斷攻關，從6個光子到8個光子，再到10個光子。

終于，在2017年發(fā)明了世界上首臺光量子計算原型機。

再然后，便是不久前打破了谷歌量子霸權的76個光子的光量子計算原型機——“九章”。

潘建偉及其團隊，趕上了一個國力上升的好時代。

國家不但重視量子技術，還投入了大筆資金。在“中國制造2025”計劃中，量子計算赫然在列。

最高領導層甚至組織集體學習，了解、認識量子科技。

強大的國力，再加上國家戰(zhàn)略的支持，使得潘建偉的滿腔抱負，得以施展。

數(shù)十年前，著名物理學家趙忠堯歷經(jīng)坎坷從美國歸來，唯一的希望就是祖國繁榮昌盛、科學發(fā)達。

臨終前，他留下一段話：“我們已經(jīng)盡了自己的力量，但國家尚未擺脫貧困與落后……”

潘建偉將這段話刻在研究院大廳的墻上，讓學生時刻銘記。

隨著國盾量子的上市，他的身價超過20億。

舊的問題解決了，潘建偉卻有了新的“煩惱”。

一個連愛因斯坦都搞不明白的學科，天然是滋生陰謀論的沃土。

自從潘建偉學成歸國以來，圍繞他的質(zhì)疑聲就沒停過。

但這些質(zhì)疑，基本停留在“民科”水平。量子力學誕生百年來，鞭撻它的人前仆后繼，但絲毫不影響它催生了影響人類進程的半導體產(chǎn)業(yè)。

對于這些質(zhì)疑，潘建偉從未正面回應，也沒時間回應。

畢竟，世界范圍內(nèi)，一場量子爭霸戰(zhàn)已經(jīng)打響。

這場戰(zhàn)斗，在實驗室而不是在戰(zhàn)場上。勝負的賭注，是下一個計算時代。

在傳統(tǒng)計算時代，美國以硅谷領銜，統(tǒng)治了世界。未來，量子計算時代，籌碼將被重新分配。

大洋彼岸的美國媒體曾憂心忡忡地感嘆：如果美國輸了，未來將令人心寒。但他們卻已捷足先登。

谷歌的“懸鈴木”第一次實現(xiàn)了量子霸權。微軟已經(jīng)用量子計算機，演示了如何幫助制造產(chǎn)量更高的肥料。

加上亞馬遜、英特爾……甚至是工業(yè)巨頭霍尼韋爾，幾乎是一個全明星豪華陣容。

在這場已經(jīng)打響的量子戰(zhàn)爭中，中國除了贏，沒有其他選擇。

輸了，就意味著，那個在潘建偉心中埋藏多年的心愿，將毀于一旦。

還在上中學時，他就立志為國家做點事。1996年到2008年，長期海外留學、執(zhí)教的所見所聞，更堅定了他的這個心愿。

有一次，他在阿爾卑斯山，遇到一位80多歲的老太太問他是干什么的。潘建偉回答說，自己是做量子物理的。

老太太接著問：“量子物理的哪個領域？”

“量子態(tài)隱形傳輸，就像時空穿越里面的東西。”潘建偉回答說。

潘建偉以為老太太會蒙圈，沒想到對方語出驚人：“我讀過你在《自然》雜志上發(fā)表的那篇文章?！?/p>

在德國工作時，他發(fā)現(xiàn)，那里最普通的賣菜小販，也能每年帶家人出去度假三周。

這些見聞讓他觸動很大。一想到同樣是賣菜的，國內(nèi)的菜農(nóng)每天勞碌奔波，日子依舊過得很辛苦，他就睡不著覺。

在他看來，阿爾卑斯山上的老太太之所以懂量子力學，德國的賣菜小販之所以能度假，就是因為那里科技發(fā)達，人們的效率更高。

由此，他想到，一定要把中國的科技搞好，讓中國的所有勞動者，也過上這樣的生活。

正是這個埋藏在心底，最善良、最樸素的愿望，一直支撐著他，最終改寫了全球量子通信的歷史，并造出世界上最快的計算機。

THE END

出品人：畢亞軍

主編：王曉 責編：周怡

美編：劉彥潮 運營：方樂迪 張嬋 倪晨

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原標題：《強！他把全球勁敵甩出十萬八千里，助中國贏得又一關鍵競爭！》

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