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英雄不惧走窄门:为了造出中国人自己的量子计算机

发布时间:2023-08-03

“在物理认知上,量子力学是解释世界上很多事情的源头和根本逻辑。”

提到 “本源量子”,这个中国第一家量子计算公司名字的内涵,全国人大代表、中科院量子信息重点实验室副主任、本源量子首席科学家郭国平教授说:“更重要的是,提醒我们在量子计算研发事业上的初心——造出中国人自己的量子计算机。”

2020年,首台国产超导量子计算机“本源悟源1号”上线,并于2021年实现整机交付,我国成为世界上第三个具备量子计算机整机交付能力的国家;今年,性能更强的量子计算机“悟空”即将面世,配套的量子芯片“悟空芯”正在紧锣密鼓生产······

为了这份初心,“郭国平们”一直在中国量子计算研发道路上奋斗着。“绝不能在关键核心技术领域受制于人,一定要有中国人自主可控的量子计算机。”郭国平说。

本源量子计算实验室。视频由受访者提供

深耕量子计算,是使命也是挑战

1998年,还是中国科学技术大学大三学生的郭国平接触到著名量子信息学家郭光灿的量子研究团队,开始进入量子信息领域。

攻读研究生期间,郭国平最初做的也是量子保密通信和量子信息器件的研究。

然而一段时间后,郭国平逐渐意识到:“采信息、传信息,更重要、更为前沿的还是处理信息,也就是计算。随着电子元器件发展空间接近于极限值,经典计算机的运算速度也将接近极限值,而量子计算正是寻找突破这种物理极限的重要解决方案。”

当时,各国已经开始在量子计算上发力。

美国高级研究计划局先后于2002年12月、2004年4月制定了 “量子信息科学和技术发展规划”研究计划的1.0版和2.0版,美国陆军也计划到2020年在武器上装备量子计算机;欧洲在量子计算及量子加密方面作了积极的研究开发,预计到2008年研制成功高可靠、远距离量子数据加密技术;日本早在2000年10月就开始了为期5年的量子计算与信息计划······

郭国平深感我国量子计算研发的紧迫与压力,他说:“中国的量子计算再艰难也要立刻起步,否则未来可能会受到他国的量子威慑。”加上年轻人不服输、敢挑战的劲头,郭国平决定换道研究量子计算。

郭光灿院士对他说:“你想好了,就去做。”

多年筚路蓝缕,终启量子计算山林

这注定不是一条好走的路。

当时,我国量子计算领域几乎是一片空白,然而量子计算的技术要求和起点门槛非常高。为了前期的积累和学习,2004年郭国平和团队专程出国,“自带干粮”争取进入在量子计算研发领域处于前沿水平的美国、欧洲等国外高校求学访问,全都遭到拒绝。

这件事深深刺痛了郭国平,也让他更坚定了自己的决心——关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的,绝不能在关键领域受制于人。

“人一辈子总要做点有挑战的事情才有意思,更重要的是,国家有需要,总要有人去做的。我不怕失败,再差又能怎么样呢。”

郭国平当时和别人谈笑道:“如果做失败了,我就去菜市场卖菜。”

郭国平教授在实验室工作。

逢山开路,遇水架桥。量子芯片、量子计算测控一体机、量子操作系统、量子软件、量子计算云平台······

关关难过关关过。

为了适应量子计算技术的科学研究与工程技术并重的前沿趋势,2017年,在没有企业愿意投入、合作开发量子计算机的情况下,郭光灿院士和郭国平带领中科院量子信息重点实验室博士团队,联合创立了本源量子,全栈研制开发量子计算。

——中国第一台交付的超导量子计算机整机

——中国第一套量子计算操作系统

——中国第一条量子芯片生产线

——中国第一个量子计算联盟

——量子计算专利数排名中国第一、世界第六

······

6年来,在中国量子计算研发道路上,本源量子跑出了多个“第一”。

量子计算,不只是一代人的事业

“其实我们可以把量子计算理解成是一个加速器。”

在郭国平看来,量子计算不是只简单地停留在论文上或汇报中。放眼未来,具备高性能计算能力的量子计算机将在许多行业领域大放异彩。

本源量子计算机。孙超 摄

在生物化学领域,量子计算可以赋能并加速生物化学研发进程,高效的量子化学模拟将在生物制药、新材料与能源、化工等领域发挥重要作用;

在金融科技领域,随着量子计算的发展,量子计算逐渐在金融服务领域的目标预测、交易优化和风险分析等方面展现出显著优势······

此外,得益于并行数据处理的特性,以及量子态庞大的信息存储空间,量子计算在大数据、人工智能等领域也将成为发展的关键。也正因如此,量子计算日益成为世界各国抢占的战略制高点。

大国,要有大算力,“量子计算”成为发展前沿领域。

2022年,中央经济工作会议首次明确提出加快量子计算等前沿技术研发和应用推广。如何落实中央经济工作会议的决策部署,尽快提升中国量子计算能力,为中国经济积蓄“量子算力”支撑、为国家安全建立“量子算力”防线,是我国当前需要面对的重要问题。

近年来,我国量子计算领域有许多新生企业如雨后春笋般涌现,越来越多的企业、民众开始关注了解量子计算。郭国平感到由衷地欣喜,他说:“希望未来能有更多人共同把量子计算产业链做起来,一起探索量子计算应用落地,推进我国量子计算产业的发展。”

每学期开学,郭国平都要去中小学上一堂“开学第一课”,“量子计算还是要从娃娃抓起,终有一天,孩子们会走到人类科技的最前沿”,郭国平说:“而我们这代人,就老老实实地先追上去,填平踩过的坑,这是一种责任。”



来源:“中国网信杂志”微信公众号


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