【21世紀量子科技正在變得炙手可熱，量子計算機能解決很多傳統計算機解決不了的問題，而量子密碼也提供了更高級別的保密手段！量子究竟有多厲害呢？量子可以帶來新的革命嗎？說到量子我們不得不提到一個人，他就是中國科學院院士、中國量子光學和量子信息的開創者和奠基人郭光燦教授。】

看點一 認識量子

吳鑫坤：您是否可以跟我們科普一下什麼是量子？

郭光燦：量子確實是非常抽象的，你看不見摸不著，可是大家都在說。那麼量子是什麼？最早怎麼會提出個量子？這要說到19世紀末期，經典物理它已經非常成熟了，包括力學、熱力學、統計物理、電動力學，理論都非常成熟，彼此自洽。

當時的物理學家認為經典物理的大廈已經建成了，物理學的發展不會再有什麼新的突破。可是當時有兩朵烏雲籠罩在物理學晴朗的天空，這兩朵烏雲的現象用經典物理學解釋不了，其中有一朵烏雲就叫做黑體輻射。

黑體輻射是什麼呢？一個黑體，它總要不斷向外輻射能量，就會有一個輻射譜，這個譜跟溫度有關係。德國人做了一系列的實驗研究，得出了一系列曲線，叫黑體輻射譜。黑體輻射譜為什麼呈現的是這種曲線，世界上最牛的物理學家一一試圖解釋，卻都無法解釋清楚，沒有一個理論的預言跟實驗曲線完全吻合，這個就叫做一朵烏雲。

（黑體輻射譜，來源網絡）

另一朵烏雲是關於光速不變的一個實驗，也是經典物理學解釋不了，它導致了相對論的產生。所以對這兩朵烏雲的研究，給我們帶來了近代的物理學兩個臺柱，一個叫相對論，一個叫量子力學。

我們的故事繼續下去，德國有一個物理學家叫普朗克，他發現假定輻射的能量不是連續的，是一個一個的變化，存在一種最小的單元，那麼基於這個假定就可以推導出一個公式，這個公式可以很好地與實驗結果吻合。這個能量的最小單元就叫量子。後來有一個物理學家獨具慧眼，看清了這個問題，這個人就是愛因斯坦。那麼什麼是量子？遵從量子規律的所有粒子或者系統，我們統統叫量子。物理學的發展讓我們人類對量子的概念有了一個更深的內涵的認識。

愛因斯坦與普朗克，來源網絡

吳鑫坤：現在全球對量子的研究都特別重視，那麼我們國家現在量子研究的現狀是什麼樣子？

郭光燦：我們國內這20多年來，自2001年我申請到第一個科技部973項目以後，國家投入持續增長，而且研究隊伍也不斷壯大。

我們現在的狀況是什麼？整個大領域有很多方面，（比如）量子計算、量子密碼、量子保密通信、量子傳感等等。在量子糾纏這塊我們可能還先進一點，但是量子計算我們還是落後的。總的來看，我們的實力是讓國際上很關注的。從量子光學落後20年，現在不但趕上了，在新的領域裡，我們已經達到了國際上第一梯隊（的水平）了。

看點二 量子應用預測分析

吳鑫坤：在科研方面我們達到了國際的領先水平，那咱們在量子未來的應用方面（是什麼樣的情況）？

郭光燦：現在的應用還不算太多，接近應用的應該是量子保密通信，但還沒有辦法大規模的應用。現在很多媒體、很多商家都在宣傳，所有的量子產品，什麼量子水、量子眼鏡這都是假的，是商業炒作。還沒有一樣量子器件老百姓可以用，沒有走進千家萬戶。

吳鑫坤：我們現在離量子計算機還有多遠呢？您估計多少年能夠實現？

郭光燦：量子計算的發展大概有三步，第一步把量子計算器做出來，這個計算器量子比特數比較少，應用範圍也小，但它確實是地地道道的量子，確實是一個量子處理器。

第二步把它提高到100個量子比特，就能實現量子霸權——量子霸權就是它的運算速度、能力，所有電子計算機超算中心都趕不上，它是世界上速度最快的處理器。

最後能力再往上提，那就到了通用量子計算機，通用量子計算機解決的難度更大，15年以後它才有可能（普及）。

吳鑫坤：量子計算機技術的衍生發展，會帶動智能製造、物聯網等新興技術的衍生發展，在哪個領域是最容易最先可以落地的？

郭光燦：最先哪個落地我不敢說，但是最重要的是人工智能！人工智能是現在追求的智能製造裡最重要的一個方面，人工智能在處理很多問題上，會受到處理器的速度影響。

比如很多人告訴我，現在提取信息量的這種流量已經夠豐富夠快了，4G到5G傳輸的速度很快了，但是到了終端，要把信息提出來，速度還是慢的。就像高速公路的出口給堵住了，儘管高速路很快，但出口出不去，整個速度仍然是變慢了。所以量子人工智能會打開人工智能的瓶頸，讓人工智能效益發揮到最大。

吳鑫坤：未來咱們的量子器件成本會不會很高呢？

吳鑫坤：好，我們拭目以待！

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