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

比日本的快100萬(wàn)億倍，比美國(guó)的快100億倍！

作 者丨張靜波

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圖片：網(wǎng)絡(luò)、圖蟲(chóng)創(chuàng)意

有人忙著社區(qū)搶菜，也有人爭(zhēng)奪高科技陣地。例如，干出比世界上最快的超算還要快100萬(wàn)億倍的量子計(jì)算機(jī)。

“在中國(guó)，人們稱(chēng)他‘量子之父’。對(duì)于這一稱(chēng)呼，潘建偉當(dāng)之無(wú)愧?！?/p>

2017年，世界權(quán)威學(xué)術(shù)雜志、英國(guó)《自然》在一篇新聞中這樣寫(xiě)道。

那一年，潘建偉當(dāng)選《自然》雜志年度十大科學(xué)人物，理由是“在他的帶領(lǐng)下，中國(guó)成為遠(yuǎn)距離量子通信技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者”。

僅僅三年后，他和他的團(tuán)隊(duì)就再次創(chuàng)造新紀(jì)錄——

2020年12月4日，中科大向世界宣布：潘建偉等人成功構(gòu)建了一臺(tái)76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)——“九章”。

“九章”有多厲害呢？

在求解5000萬(wàn)個(gè)樣本的高斯玻色取樣時(shí)，目前世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)——日本富岳，需要6億年，中國(guó)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(wàn)億倍，比一年前剛剛拿下量子霸權(quán)的谷歌“懸鈴木”快100億倍！

量子計(jì)算，被視為下一代計(jì)算技術(shù)。

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)使用0和1，而量子計(jì)算機(jī)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(lái)的狀態(tài)，隨著量子數(shù)的增加，會(huì)呈現(xiàn)出爆炸性的算力。

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

對(duì)于被傳統(tǒng)算力瓶頸困擾多年的新藥開(kāi)發(fā)、石油勘探、金融定價(jià)等眾多民生經(jīng)濟(jì)問(wèn)題來(lái)講，這是夾縫中看到的一縷曙光。

也因此，全球各國(guó)，尤其中美之間，圍繞量子計(jì)算，展開(kāi)了一場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)。

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

尤其2019年，谷歌推出53個(gè)量子比特的“懸鈴木”，在人類(lèi)歷史上首次實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)，也就是對(duì)所有傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的超越。

“九章”的問(wèn)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(wèn)題，也無(wú)法編程，距離通用計(jì)算還很遠(yuǎn)，但這無(wú)疑向世界昭示了中國(guó)量子計(jì)算的未來(lái)。

不久前，潘建偉和他的團(tuán)隊(duì)給自己設(shè)定了遠(yuǎn)大的目標(biāo)：15到20年，研制出通用的量子計(jì)算機(jī)。

為了這一目標(biāo)，他們計(jì)劃在五年內(nèi)將量子位增至1000個(gè)，10年的目標(biāo)與IBM、谷歌相同，即100萬(wàn)位量子計(jì)算機(jī)。

過(guò)去，潘建偉及其團(tuán)隊(duì)引領(lǐng)了中國(guó)的量子通信。現(xiàn)在，他們還將引領(lǐng)中國(guó)的量子計(jì)算。

“幸福，就是玉米糊上抹豬油?！?/p>

2019年，潘建偉在中科大，這樣回憶自己的童年。

在那個(gè)物質(zhì)匱乏的年代，潘建偉跟著外婆在農(nóng)村長(zhǎng)大，大米不夠吃，就吃玉米糊，哪家條件好，能在玉米糊上抹點(diǎn)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(xué)家，“用科學(xué)為國(guó)家做點(diǎn)事情”。

1931年考入清華歷史系的錢(qián)偉長(zhǎng)，物理只考了5分，但為了報(bào)國(guó)，他毅然棄文從理。

潘建偉雖沒(méi)棄文從理，但也放棄了保送浙大熱門(mén)專(zhuān)業(yè)的機(jī)會(huì)，毅然選擇了中科大物理系。

在那里，他很快就迷上量子力學(xué)。那是一門(mén)讓愛(ài)因斯坦都感到崩潰的學(xué)科，因?yàn)樗粗庇X(jué)了。

兩個(gè)糾纏的粒子，即便遠(yuǎn)隔十萬(wàn)八千里，也能瞬間相互作用。

“幽靈般的遠(yuǎn)距作用?！睈?ài)因斯坦畢其一生，都想推翻這種看似“虛幻”的存在，但他最終失敗了。

雖然人類(lèi)至今無(wú)法解釋這種現(xiàn)象，但它對(duì)保密通信卻有著重要意義，因?yàn)檫@意味著：沒(méi)有人可以做到，“偷窺”其中一個(gè)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(shí)踐，就必須先做實(shí)驗(yàn)。而彼時(shí)，國(guó)內(nèi)并沒(méi)有這樣的條件。

為此，他在出國(guó)留學(xué)時(shí)，放棄了一位諾獎(jiǎng)得主、轉(zhuǎn)而選擇當(dāng)時(shí)名不見(jiàn)經(jīng)傳的塞林格教授當(dāng)導(dǎo)師，因?yàn)楹笳哳I(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)世界級(jí)的量子實(shí)驗(yàn)室。

1996年，兩人第一次見(jiàn)面時(shí)，塞林格問(wèn)潘建偉：“你的夢(mèng)想是什么？”

“將來(lái)在中國(guó)建一個(gè)世界一流的量子物理實(shí)驗(yàn)室?！迸私▊ッ摽诙觥?/p>

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(jìn)當(dāng)時(shí)正在進(jìn)行的光量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)中。

塞林格對(duì)這位來(lái)自東方的學(xué)生寄予厚望，而潘建偉也沒(méi)有辜負(fù)他的期望。

僅僅一年后，潘建偉所在團(tuán)隊(duì)，便成功將一個(gè)粒子的狀態(tài)，從一個(gè)地方傳到另一個(gè)地方，而這個(gè)粒子本身并沒(méi)過(guò)去。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后來(lái)被發(fā)表在《自然》雜志上，被認(rèn)為是量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開(kāi)山之作，它甚至被《自然》雜志選為“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”。

一同入選的，還有倫琴的X射線和愛(ài)因斯坦的相對(duì)論。

但這足以光耀門(mén)楣的成績(jī)，并沒(méi)有解開(kāi)潘建偉長(zhǎng)久以來(lái)的那個(gè)心結(jié)。

“出國(guó)，就沒(méi)想著留在國(guó)外?！?/p>

2001年，在導(dǎo)師塞林格的不解中，潘建偉毅然回國(guó)。中科大從當(dāng)時(shí)捉襟見(jiàn)肘的經(jīng)費(fèi)中撥出690萬(wàn)元，支持他組建量子物理實(shí)驗(yàn)室。

做實(shí)驗(yàn)尤其量子物理實(shí)驗(yàn)，不像搞純理論，一個(gè)人就可以。它需要激光器、電子學(xué)、材料學(xué)等各領(lǐng)域的人才。

為了組建這個(gè)實(shí)驗(yàn)室，潘建偉國(guó)內(nèi)、國(guó)外兩頭跑。

他還在中科大遴選了一批青年學(xué)生，其中就包括后來(lái)發(fā)明了世界上第一臺(tái)光量子計(jì)算機(jī)的陸朝陽(yáng)。

然后，潘建偉將他們送出國(guó)門(mén)，雙方約定：學(xué)成后必須回國(guó)。

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

緊接著，又先后實(shí)現(xiàn)了100公里、200公里的量子保密通信實(shí)驗(yàn)。

2013年以后，隨著國(guó)家對(duì)量子保密通信加大投入，潘建偉迎來(lái)人生的高光時(shí)刻。

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

同年，世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”升空，并成功實(shí)現(xiàn)了與“京滬干線”地面站的連接。

全世界為之一振?！蹲匀弧冯s志這樣寫(xiě)道：

“在量子通信領(lǐng)域，中國(guó)只用了10年，便從不起眼的國(guó)家發(fā)展為世界勁旅，并將領(lǐng)先于歐洲和北美。”

但潘建偉并不滿意，因?yàn)樵诟匾牧孔佑?jì)算領(lǐng)域，中國(guó)仍然落后于美國(guó)。他要趕超。

彼時(shí)，IBM、谷歌等量子計(jì)算巨頭，大多選擇了超導(dǎo)路線，而潘建偉卻選擇了光量子路線。

多年前，當(dāng)美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家阿倫森提出光量子計(jì)算機(jī)構(gòu)想時(shí)，一些物理學(xué)家說(shuō)它根本不起作用。就連阿倫森自己也認(rèn)為，這個(gè)設(shè)計(jì)將永遠(yuǎn)停留在紙上。

但潘建偉團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有放棄，他們一天工作12個(gè)小時(shí)，不斷攻關(guān)，從6個(gè)光子到8個(gè)光子，再到10個(gè)光子。

終于，在2017年發(fā)明了世界上首臺(tái)光量子計(jì)算原型機(jī)。

再然后，便是不久前打破了谷歌量子霸權(quán)的76個(gè)光子的光量子計(jì)算原型機(jī)——“九章”。

潘建偉及其團(tuán)隊(duì)，趕上了一個(gè)國(guó)力上升的好時(shí)代。

國(guó)家不但重視量子技術(shù)，還投入了大筆資金。在“中國(guó)制造2025”計(jì)劃中，量子計(jì)算赫然在列。

最高領(lǐng)導(dǎo)層甚至組織集體學(xué)習(xí)，了解、認(rèn)識(shí)量子科技。

強(qiáng)大的國(guó)力，再加上國(guó)家戰(zhàn)略的支持，使得潘建偉的滿腔抱負(fù)，得以施展。

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

臨終前，他留下一段話：“我們已經(jīng)盡了自己的力量，但國(guó)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(xué)生時(shí)刻銘記。

隨著國(guó)盾量子的上市，他的身價(jià)超過(guò)20億。

舊的問(wèn)題解決了，潘建偉卻有了新的“煩惱”。

一個(gè)連愛(ài)因斯坦都搞不明白的學(xué)科，天然是滋生陰謀論的沃土。

自從潘建偉學(xué)成歸國(guó)以來(lái)，圍繞他的質(zhì)疑聲就沒(méi)停過(guò)。

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

對(duì)于這些質(zhì)疑，潘建偉從未正面回應(yīng)，也沒(méi)時(shí)間回應(yīng)。

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

這場(chǎng)戰(zhàn)斗，在實(shí)驗(yàn)室而不是在戰(zhàn)場(chǎng)上。勝負(fù)的賭注，是下一個(gè)計(jì)算時(shí)代。

在傳統(tǒng)計(jì)算時(shí)代，美國(guó)以硅谷領(lǐng)銜，統(tǒng)治了世界。未來(lái)，量子計(jì)算時(shí)代，籌碼將被重新分配。

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

谷歌的“懸鈴木”第一次實(shí)現(xiàn)了量子霸權(quán)。微軟已經(jīng)用量子計(jì)算機(jī)，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(gè)全明星豪華陣容。

在這場(chǎng)已經(jīng)打響的量子戰(zhàn)爭(zhēng)中，中國(guó)除了贏，沒(méi)有其他選擇。

輸了，就意味著，那個(gè)在潘建偉心中埋藏多年的心愿，將毀于一旦。

還在上中學(xué)時(shí)，他就立志為國(guó)家做點(diǎn)事。1996年到2008年，長(zhǎng)期海外留學(xué)、執(zhí)教的所見(jiàn)所聞，更堅(jiān)定了他的這個(gè)心愿。

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

老太太接著問(wèn)：“量子物理的哪個(gè)領(lǐng)域？”

“量子態(tài)隱形傳輸，就像時(shí)空穿越里面的東西。”潘建偉回答說(shuō)。

潘建偉以為老太太會(huì)蒙圈，沒(méi)想到對(duì)方語(yǔ)出驚人：“我讀過(guò)你在《自然》雜志上發(fā)表的那篇文章。”

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

這些見(jiàn)聞讓他觸動(dòng)很大。一想到同樣是賣(mài)菜的，國(guó)內(nèi)的菜農(nóng)每天勞碌奔波，日子依舊過(guò)得很辛苦，他就睡不著覺(jué)。

在他看來(lái)，阿爾卑斯山上的老太太之所以懂量子力學(xué)，德國(guó)的賣(mài)菜小販之所以能度假，就是因?yàn)槟抢锟萍及l(fā)達(dá)，人們的效率更高。

由此，他想到，一定要把中國(guó)的科技搞好，讓中國(guó)的所有勞動(dòng)者，也過(guò)上這樣的生活。

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

THE END

出品人：畢亞軍

主編：王曉 責(zé)編：周怡

美編：劉彥潮 運(yùn)營(yíng)：方樂(lè)迪 張嬋 倪晨

本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，部分圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)，且未能核實(shí)版權(quán)歸屬，不為商業(yè)用途，如有侵犯，敬請(qǐng)作者與我們聯(lián)系

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原標(biāo)題：《強(qiáng)！他把全球勁敵甩出十萬(wàn)八千里，助中國(guó)贏得又一關(guān)鍵競(jìng)爭(zhēng)！》

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