光量子计算机 世界首台光量子计算机中国诞生 量子计算机曾是伪科学吗？

5月3日，科技界迎来了一个振奋人心的消息：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生！这标志着我国的量子计算机研究领域已迈入世界一流水平行列。据悉，该光量子计算机是由中科大、中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室、浙江大学、中科院物理所等协同完成参与研发的，是货真价实的“中国造”。

量子计算机是指利用量子相干叠加原理，理论上具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。如果将传统计算机比作自行车，量子计算机就好比飞机。使用亿亿次的“天河二号”超级计算机求解一个亿亿亿变量的方程组，所需时间为100年。而使用一台万亿次的量子计算机求解同一个方程组，仅需0.01秒。

中科院研制的光量子计算机线路图

据中科院院士潘建伟介绍，研究团队在2016年首次实现十光子纠缠操纵的基础上，构建出光量子计算原型机，该原型机的“玻色取样”速度比业界快了2.4万倍。通过和经典算法比较发现，这台光量子计算原型机比人类首台电子管计算机和首台晶体管计算机运行速度提高10至100倍。预计在2017年底，研究团队将实现约20个光量子比特的操纵。

超导量子计算机路线图

此外，在超导体系，该研究团队打破了由美国保持的9个量子比特操纵记录，自主研发了10比特超导量子线路样品，成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特的多体纯纠缠，并通过层析测量方法完整地刻画了10比特量子态。

中国科学院阿里巴巴量子计算实验室

两年前，阿里巴巴和中科院合作成立了亚洲首个量子计算实验室，开展在量子信息科学领域的前瞻性研究，探索超越经典计算机的下一代超快计算技术。双方很快就取得了优异的成绩，将量子计算从学术带到了现实世界。在今年3月的深圳云栖大会上，阿里云公布了全球首个云上量子加密通讯案例，通过建立多个量子安全传输域，为客户提供无条件安全数据传输服务。

在不久前的一场技术大会上，马云宣布启动阿里巴巴的“NASA计划”，并说“现在所研究的目标是为了解决10年、20年后的困难。”量子计算就是阿里巴巴解决20年后计算资源稀缺的秘密武器。

预计到 2025 年，量子计算将达到当今世界最快的超级计算机的水平，将应用于一些目前无法解决的重大科技难题。

延伸阅读：中国人搞的量子通信是伪科学？

2016年8月16日凌晨，世界首颗量子科学实验卫星“墨子”号成功发射升空，中国将得以在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。但围绕着量子通信的争议并没有中断，网上随即出现了一些质疑量子通信的说法。中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员袁岚峰17日接受《环球时报》采访时表示，量子通信正是在质疑中发展壮大的，但技术性质疑不能阻止发展量子通信的战略方向。

量子不可复制的特性，是量子通信安全性的根本来源。窃听者如果想拦截量子信号，就要对其进行测量，而这将破坏携带密钥信息的量子态，从而被发现。因此理论上，这种不可窃听不可复制的信息传输方式，可以保证信息传输的绝对安全，这是唯一一种从物理上保证信息安全的方式，和过去以计算复杂性为基础的传统密码通信相比要高明得多。

但有人质疑，“看似无懈可击的量子通信方式，实际上是以牺牲信息稳定性为代价的”。因为一旦存在敌方任何形式的入侵行为，不管是窃听、复制还是干扰，稳定的量子通信都将无法实现。“从这个意义上说，量子通信可以说是只要有敌方存在就办不了事，而这样的系统，最终也只能沦为摆设。”

袁岚峰表示，在量子通信过程中，量子被测量时会发生状态的突变，通信双方一旦发现状态有变就会停止通信，因此窃听确实会阻挠通信。但这并不等于说量子通信没有用。他认为，首先，这种敌对的阻挠是一次性的；其次，跟安全但可能被阻挠的量子通信比较的对象，应该是畅通但可能泄密的传统通信。与通信被阻断相比，泄密更不可取。尤其是在安全性因素压倒一切的特殊需求中，量子通信的地位无可替代；再次，当量子计算机实用化时，传统通信会变成完全无密可言。到那时，如果没有量子通信的手段，中国将会无从选择。

“因此，无论有多少技术性的问题，量子通信都应该作为国家的战略方向，大力去发展。这不是80分和90分的区别，而是0和1的区别。量子通信的技术性问题可以在发展中不断改进，但前提是一定要去做，不做是肯定不行的。”

关于量子通信历来存在各种各样反对的声音和观点，甚至有些观点把量子通信与量子计算，即整个量子信息学科，都视为伪科学。袁岚峰告诉《环球时报》记者，“去看看《自然》《科学》《物理评论快报》等顶级学术期刊，会发现全球很多科学家都在从事量子通信和量子计算方面的研究。这是近年来科学界的重点发展领域。这些项目多次入选年度十大科学突破等，得到国际的公认。”

“量子信息的研究者并不是一个封闭的团体，正相反，他们欢迎对量子信息的质疑，不断寻找所有可能的漏洞，再找办法弥补。”袁岚峰举例说，1984年提出的BB84量子密码协议是否安全，一直都有人质疑。直到1999年，才完成安全性证明，文章发表在《科学》上，这是一个里程碑式的工作。后来发现大部分漏洞来自于测量仪器，所以又发明了安全性与测量仪器无关的量子密钥分发技术。这个新技术被评为2013年全球物理学十大进展和2014年中国十大科技进展之一。

袁岚峰称，“正是在这种不断的质疑与改进中，整个学科才不断进步。这是科学研究的通例。”