坐了20年冷板凳 我们离“量子霸权”还有多远？

原标题：郭光灿：坐了20年冷板凳，我们离“量子霸权”还有多远？

中科院院士，中国科学技术大学教授郭光灿在《中国经济大讲堂》的演讲中指出，一个时代到来一定有个标志性的东西，只有通用量子计算机得到实际应用，到那个时候，我们就可以宣称量子时代到了。】

中科院院士，中国科学技术大学教授郭光灿

郭光灿：什么叫量子，凡是运动规律遵从量子力学的那些客体，统统叫量子。

它和我们所说的经典世界有什么不同？为什么来了个量子？肯定不同，因为它们遵从的物理定律不同，一个遵从牛顿力学、电动力学这经典物理的，叫做经典世界，这是大家很熟悉的一个世界，而我们所熟知的经典世界，所有这些量都是确定的。所以我们生长在一个确定的世界里，而量子世界是一个不确定的概率性的世界，你看这两个世界有多大差别。

比如说这个空间里有一个粒子，那么经典世界说这个时间这个粒子在空间哪一个位置，它是完全确定的，如果它不确定的话，那我的导弹打飞机我怎么打，所以它的轨迹一定是确定的，到哪儿我就打哪儿，对不对？

但是量子就不一样了，量子是不确定的。这个世界里面、这个空间有一个量子，这个量子可能是光子，可能是电子，可能是夸克，那么问这个粒子在空间哪一个位置，量子力学告诉你它是不确定的，概率的空间上哪一点都可以找得到它，一旦找到了就是一个，这个叫概率性，所以它是概率分布的，这就是很大的不同。

还有更不同、更奇怪的，如果一个粒子从空间的一点到另一点有几条路，那么，比如说我从合肥到北京，我可以坐高铁，我可以坐飞机，就是有两条路。一旦到了北京以后，你问我从哪里来，我说我买的高铁票，我肯定坐高铁不坐飞机，那我就走了一条路。

经典物理是确定的，我的轨迹、运动轨迹是确定的。要是量子的话，我是个量子，我从合肥到北京有两条路，有高铁，有飞机。我一旦过来了，你问我怎么来的？假设我是量子，我说，我既坐高铁又坐飞机，我两条同时来，为什么？它是概率的，它是不确定的，这是它的特点。这个你就很奇怪对不对？但是自然界就是这么存在这种性质的粒子，它就按这种规律行事。所以我们不能不承认，你要去理解它。

美国人在2016年提出，要在五年之内，搞几十个量子比特的量子计算机来供科学家做科研用。然后美国所有的军工实验室、高校实验室和各大公司都投入到量子计算机的研制当中，尤其是公司，他们的投入非常大，因为他们的目标就是占领未来的市场。

现在闻到这个市场快来了，不是遥远的未来，大家都想抢这块蛋糕。几乎所有大公司都投入了，这个投入对促进量子计算机的发展是很有用的，因为他们有资源，研制量子计算机的速度就可以加快。

欧盟也不落后，它花了10亿欧元，搞了一个量子宣言。从去年就开始启动，它把所有的量子技术都作为它的发展对象，其中，他们打算15年以后，做一个实际可用的通用量子计算机。澳大利亚，整个国家也做量子计算机，它不做超导做硅基，做硅基的量子计算机。

整个来说，量子计算机处在一个从晶体管向集成电路过渡的那个阶段，电子计算机就经历过这个阶段，现在量子计算机也走到差不多这个阶段了。最近这几年，就是研制量子计算机最关键的年份，所以我们会不断听到国际上、国内外在这方面的一些进展。

那么究竟量子时代什么时候能到来？我们碰到两个困难。

第一个困难，量子器件是我们宏观的世界的人要用的，所以是宏观器件，宏观器件又是做量子的，所以实际上是个人造的量子系统，人造的量子系统它的相干时间就非常短，所以我们要在宏观世界上保持它的量子性不消失掉，一消失掉了它的功能就丧失掉了，又回到经典的时代了。所以我们如何确保它的量子性不消失掉，这是个困难，这个困难是很大，这个困难阻碍着我们很快发展。

另外一个困难，就是人类要操控量子计算机，比如说我们人类掌握的经典器件，我用经典器件去操纵一个量子比特，让它按照我需要的方式运行，到哪儿去控制它？这就是对于量子世界的调控，这个技术人类还没有掌握到非常成熟。

我们可以命令火星上一个探测器把矿拿出来，挖矿出来做光谱分析，把分析的数据发到地球，为它们进行精确的控制，这叫经典操控。人类的经典操控技术已经达到非常高，可我们对量子世界还刚开始操控，我们技术还很落后。

2012年两个物理学家得到了那一年的诺贝尔物理学奖，奖励他们什么？他们操控了单个粒子、单个原子和单个光子，就操控了一个，他就得了诺贝尔奖，因为他有很重要的进步，而我们现在面临的是量子计算机成千上万的量子处理器，我们要控制它难度很大，所以人类还得有一段时间来学习怎么控制微观世界。