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俞大鵬院士:惠州可合作探索“量超融合”搭上高速列車

原標(biāo)題:

中國(guó)科學(xué)院院士、深圳國(guó)際量子研究院院長(zhǎng)俞大鵬做客惠州西湖科學(xué)講壇

惠州可合作探索“量超融合”搭上高速列車

  1月3日下午,在惠州西湖科學(xué)講壇(第二十九講)上,中國(guó)科學(xué)院院士、深圳國(guó)際量子研究院院長(zhǎng)、南方科技大學(xué)講席教授俞大鵬以“萬物皆可量子——量子計(jì)算 人人有責(zé)”為主題,以通俗易懂的語言作了一場(chǎng)精彩的專題授課。

  專題授課中,俞大鵬院士結(jié)合其在相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)積累和豐富知識(shí)儲(chǔ)備,詳細(xì)講解了宏觀科學(xué)、量子力學(xué)相輔相成關(guān)系,對(duì)我國(guó)發(fā)展量子科技的意義、優(yōu)勢(shì)、挑戰(zhàn)、發(fā)展現(xiàn)狀特別是面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇進(jìn)行了分析,并就量子計(jì)算芯片底層邏輯、現(xiàn)狀、發(fā)展方向進(jìn)行了闡述,同時(shí)對(duì)算力、算法對(duì)工業(yè)社會(huì)與現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的重要意義進(jìn)行了概述。

俞大鵬;葜萑?qǐng)?bào)記者鐘暢新 攝

  世界大國(guó)競(jìng)相搶占量子技術(shù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)

  “當(dāng)人類仰望天空、探索宇宙,便產(chǎn)生了牛頓力學(xué)等宏觀科學(xué);而當(dāng)我們窺視自己,探索微觀世界,思考我們是誰、我們從哪里來,宇宙萬物是否有最小的構(gòu)造單元,就誕生了量子力學(xué)……”報(bào)告會(huì)中,俞大鵬娓娓道來,從宏觀宇宙和微觀世界兩個(gè)層面出發(fā),闡述了量子在描述萬物運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的作用,并提出了“萬物皆可量子”“量子力學(xué)是宇宙運(yùn)行規(guī)律最底層的科學(xué)”等概念。

  “宇宙萬物有沒有最小的構(gòu)造單元?的確有!如果有,它是否也像日月星辰一樣圍繞確定的軌道運(yùn)動(dòng)?并不是的!”隨著一個(gè)個(gè)設(shè)問被解答,俞大鵬解釋道,宏觀和微觀世界兩者的邊界是原子,但原子并不是最小的單元。

  微觀層面來說,組成宇宙萬物只有電子、光子、夸克、膠子四種基本粒子,這些粒子通過強(qiáng)力、弱力、電磁力和引力四種力相互作用,可以創(chuàng)造出世間萬物!耙簿褪钦f,世界萬物皆是量子的產(chǎn)物,因此說‘萬物皆可量子’!

  俞大鵬說,微觀世界往往是違反人類直覺的,比如人們常常認(rèn)為所有的東西都是連續(xù)的,而事實(shí)上,經(jīng)過無限放大的微觀世界可以看到,這些物質(zhì)實(shí)際都是不連續(xù)的。因此,認(rèn)識(shí)微觀量子世界,需要突破傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)。

  我們?yōu)楹我罅Πl(fā)展量子信息技術(shù)?俞大鵬介紹,從歷史上看,第一次量子技術(shù)革命成就了自動(dòng)化、信息化的第三次工業(yè)革命,這個(gè)階段僅在原子層次被動(dòng)解決問題,尚未涉及量子效應(yīng)。

  而第二次量子技術(shù)革命主要有三大催生因素,包括算力需求、科學(xué)發(fā)展、能力提升。在信息時(shí)代,算力決定一切,而信息爆炸又呼喚智能化處理無序大規(guī)模數(shù)據(jù)的顛覆性技術(shù)。從理論上來講,量子計(jì)算具有無與倫比的算力,能解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法解決的難題。因此,世界大國(guó)競(jìng)相搶占量子信息技術(shù)戰(zhàn)略制高點(diǎn),這不僅將帶來巨大變革,也事關(guān)各國(guó)網(wǎng)絡(luò)信息安全,絕不容小覷。

  惠州良好工業(yè)基礎(chǔ)對(duì)發(fā)展量子科技具有重要支撐作用

  目前量子技術(shù)處于什么水平?未來超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)又是什么樣子?俞大鵬提出,量子技術(shù)對(duì)解決特定問題具有無與倫比的優(yōu)勢(shì),但是目前未能提供任何算力支撐;一旦提供算力支撐,前景將無可限量。未來量子計(jì)算機(jī)將模塊化,由各模塊集成形成功能強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)。

  “量子計(jì)算道阻且遠(yuǎn),人人有責(zé)!庇岽簌i說,目前我國(guó)面臨原始創(chuàng)新相對(duì)匱乏和內(nèi)卷局面,如重復(fù)建設(shè)、惡性競(jìng)爭(zhēng)、重論文輕技術(shù)等問題,成為發(fā)展量子科學(xué)的主要掣肘。因此,要加強(qiáng)原始創(chuàng)新,追求極致,注重應(yīng)用,做好科普;要加強(qiáng)人才培養(yǎng),為研制量子計(jì)算機(jī)儲(chǔ)備人才和技術(shù)力量。

  俞大鵬說,在第二次量子技術(shù)革命中,粵港澳大灣區(qū)不能當(dāng)“看客”。2023年深圳成立國(guó)際量子研究院,在超導(dǎo)量子計(jì)算及量子科技若干“根技術(shù)”方面取得最新研究進(jìn)展,包括分布式量子芯片量子互聯(lián)、玻色編碼量子糾錯(cuò)、稀釋制冷機(jī)、電子束光刻機(jī)自主可控研發(fā)等取得重大突破。

  “惠州在電子信息技術(shù)方面有良好的工業(yè)基礎(chǔ),對(duì)發(fā)展量子科技具有重要的支撐作用!庇岽簌i建議,雖然目前量子科技仍處于較前期的發(fā)展階段,但深圳國(guó)際量子研究院堅(jiān)持“沿途下蛋”戰(zhàn)略,希望盡早推動(dòng)一些量子技術(shù)落地。接下來,惠州可與其加強(qiáng)合作,在量子加密通訊、網(wǎng)絡(luò)信息安全等方面共同布局,并探索“量超融合”道路,合力研制量子計(jì)算機(jī)。通過這種方式,惠州將實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,搭上量子技術(shù)高速發(fā)展的“列車”。

  人物名片

  俞大鵬,中國(guó)科學(xué)院院士,深圳國(guó)際量子研究院院長(zhǎng),南方科技大學(xué)講席教授,量子物態(tài)調(diào)控與量子計(jì)算領(lǐng)域?qū)<,法?guó)南巴黎大學(xué)博士研究生,教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授,國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者。兼任中國(guó)電子學(xué)會(huì)量子信息分會(huì)主任委員、深圳市量子信息學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)等。

  俞大鵬長(zhǎng)期從事低維量子材料尤其是物理性質(zhì)與器件效應(yīng)的量子調(diào)控研究,是半導(dǎo)體量子線等量子材料物理研究領(lǐng)域的國(guó)際先驅(qū)和領(lǐng)軍人物。近十幾年來,其研究重心集中在對(duì)單根半導(dǎo)體量子線、單體量子結(jié)構(gòu)的光電熱力磁物理性質(zhì)的精確量子調(diào)控上,取得系列具有重大國(guó)際影響的研究進(jìn)展,奠定了深圳開展量子調(diào)控和量子計(jì)算的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。其位列世界物理學(xué)家前列,近年來以量子物理指導(dǎo)算力算法開發(fā),是國(guó)際上量子計(jì)算先驅(qū)。

  2024年9月,俞大鵬入選美國(guó)斯坦福大學(xué)和愛思唯爾數(shù)據(jù)庫發(fā)布的2024全球前2%頂尖科學(xué)家榜單的“終身科學(xué)影響力排行榜”和“年度影響力排行榜”。

  惠州日?qǐng)?bào)記者游璇鈺 謝寶樹 通訊員鐘茂青

編輯:任己章
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