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【10月11日，在阿里2017云棲大會(huì)上，中國(guó)量子力學(xué)第一人潘建偉教授發(fā)表了“新量子革命和量子計(jì)算”主題演講，潘建偉表示，希望到明年，能實(shí)現(xiàn)50個(gè)量子比特的操作；未來(lái)十年能實(shí)現(xiàn)數(shù)百個(gè)量子比特的操作，在特定領(lǐng)域的計(jì)算能力達(dá)到目前全世界計(jì)算能力的100萬(wàn)倍。

潘建偉講到，信息技術(shù)的發(fā)展，很大程度上是量子力學(xué)奠定了根本的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)量子力學(xué)理論的觀測(cè)和應(yīng)用，催生了第三次產(chǎn)業(yè)變革，同時(shí)也帶來(lái)了兩個(gè)問(wèn)題：一是隨著計(jì)算力的提高，信息安全問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)；二是大數(shù)據(jù)也需要非常強(qiáng)的計(jì)算力，把數(shù)據(jù)里的有效信息提取出來(lái)。“提取不出來(lái)，就是垃圾，提取出來(lái)，就是金子”，他說(shuō)。

潘建偉在演講中

“非常有意思的是，量子力學(xué)同時(shí)為解決這些問(wèn)題做好了準(zhǔn)備，第二次量子信息革命正在加速到來(lái)”。潘建偉說(shuō)，量子信息學(xué)將有三方面的應(yīng)用：第一是利用量子通信提供原理上無(wú)條件安全的加密；第二是利用量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)超快的計(jì)算能力，一個(gè)億級(jí)變量的方程組計(jì)算，用現(xiàn)在最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)也需要100年，而用量子計(jì)算機(jī)只需要0．01秒；第三是實(shí)現(xiàn)量子精密測(cè)量。

“量子計(jì)算發(fā)展的進(jìn)程比我想象得要快得多。”潘建偉說(shuō)，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了目前已知的所有量子算法的驗(yàn)證。

他預(yù)計(jì)，團(tuán)隊(duì)將在今年底發(fā)布一臺(tái)可上網(wǎng)的、基于超導(dǎo)量子比特的量子計(jì)算機(jī)；希望到明年，能實(shí)現(xiàn)50個(gè)量子比特的操作；未來(lái)十年能實(shí)現(xiàn)數(shù)百個(gè)量子比特的操作。最終，計(jì)算能力將超越目前最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)“量子稱霸”。實(shí)現(xiàn)后可用于很多實(shí)用性的研究，例如研究量子退火的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高效全局的最優(yōu)搜索，使得指揮交通、理解圖像等更加簡(jiǎn)便、迅速。

2015年7月，阿里云聯(lián)合中科院成立“中國(guó)科學(xué)院-阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室”，宣布共同開(kāi)展在量子信息科學(xué)領(lǐng)域的前瞻性研究，研制量子計(jì)算機(jī)。

2017年5月，中國(guó)科學(xué)院-阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室等參與研發(fā)的中國(guó)首個(gè)光量子計(jì)算機(jī)面世?！?

以下為現(xiàn)場(chǎng)演講實(shí)錄：

首先熱烈祝賀達(dá)摩院的成立，本來(lái)我有一個(gè)夢(mèng)想，我希望在中科大上海研究院也搞一個(gè)達(dá)摩院，結(jié)果這個(gè)專利被馬云給搶了，我也喜歡看武俠小說(shuō)。

剛才我在下面聽(tīng)馬云演講的時(shí)候，回想起一個(gè)景象：十八年之前，如果這么一個(gè)人在臺(tái)上嘩嘩講，別人可能認(rèn)為這個(gè)人是瘋子，把他趕下臺(tái)。但是回過(guò)頭來(lái)看，只要有一點(diǎn)理想，瘋狂一點(diǎn)，也是不要緊的。

潘建偉在演講中

我今天講的題目，是新量子革命和量子計(jì)算，二十年之前，當(dāng)我讀了姚期智先生的一些文章的時(shí)候，我覺(jué)得量子計(jì)算的Idea在我有生之年不可能成為現(xiàn)實(shí)。但是二十年過(guò)去了，我覺(jué)得這個(gè)新量子革命正在到來(lái)，正在發(fā)生，而且量子計(jì)算它所發(fā)展的進(jìn)程比我想象的要快得多。

其實(shí)我們知道，我們?nèi)祟悮v史上有兩次科學(xué)革命，在建立牛頓力學(xué)之前，我們用的就是我們的生物能，我們馴養(yǎng)猴子、馴養(yǎng)馬、馴養(yǎng)狗，來(lái)為我們服務(wù)。但到了牛頓力學(xué)之后，第一次催生了產(chǎn)業(yè)變革，隨著瓦特蒸汽機(jī)的發(fā)現(xiàn)，英國(guó)抓住了機(jī)會(huì)，所以它在十八世紀(jì)末崛起成為世界頭號(hào)強(qiáng)國(guó)。

隨后也是在牛頓力學(xué)框架基礎(chǔ)之上，在麥克斯韋理論的基礎(chǔ)之上，有了電力產(chǎn)業(yè)的變革，德國(guó)和美國(guó)先后抓住機(jī)會(huì)，在十九世紀(jì)中和二十世紀(jì)初成為世界工業(yè)強(qiáng)國(guó)。隨著上一個(gè)世紀(jì)初量子力學(xué)、信息技術(shù)的發(fā)展，催生了以信息技術(shù)為代表的第三次產(chǎn)業(yè)變革，在這個(gè)過(guò)程中，日本抓住了機(jī)會(huì)，也變成了工業(yè)強(qiáng)國(guó)。

今天我們使用的信息技術(shù)，很大程度上都是由量子力學(xué)奠定的基礎(chǔ)：原子彈的研制，催生了現(xiàn)代意義上通用計(jì)算機(jī)的誕生；當(dāng)時(shí)西歐核子中心，很多數(shù)據(jù)需要傳到全世界各地，形成了今天的互聯(lián)網(wǎng)雛形，當(dāng)時(shí)提出互聯(lián)網(wǎng)雛形概念的物理學(xué)家，今年也得到了圖靈獎(jiǎng)，物理學(xué)家有時(shí)候也可以成為信息學(xué)家。為了對(duì)相對(duì)論進(jìn)行檢驗(yàn)，物理學(xué)家構(gòu)建了原子鐘，地上放個(gè)原子鐘，天上放個(gè)原子鐘，過(guò)一段時(shí)間，時(shí)間不一樣了，正是把相對(duì)論和原子鐘放在一起，構(gòu)建了今天GPS的基礎(chǔ)。

正是通過(guò)對(duì)量子力學(xué)的被動(dòng)觀測(cè)和引用，催生第三次產(chǎn)業(yè)革命，以信息技術(shù)革命為代表。目前信息技術(shù)發(fā)展，遇到兩個(gè)比較嚴(yán)重的問(wèn)題，第一個(gè)是安全性的問(wèn)題。比如說(shuō)給我打電話，我希望馬云給我打電話，而不是訊飛模仿馬云給我打電話，我們可以用加密算法保證給我打電話的這個(gè)人是馬云。

另外打電話的過(guò)程當(dāng)中，信息不想被別人知道，需要進(jìn)行加密來(lái)保證我的信息不會(huì)泄露；同時(shí)在數(shù)字簽名的幫助之下，我可以發(fā)現(xiàn)馬云給我講的這個(gè)話到底有沒(méi)有被別人篡改過(guò)，以至于他講的話是不是他的本意等等。這一切都是需要有加密算法，這是基石。

非常不幸的是，目前在我這里顯示的這些，所依賴的加密算法，原則上都可以破解的。比如說(shuō)RSA512（公鑰加密算法——觀察者網(wǎng)注），1999年被破解了；RSA768，2009年被破解了；2017年2月，Google破解了廣泛應(yīng)用的文件數(shù)字證書(shū)當(dāng)中的SHA+1算法。我們的信息安全瓶頸日益凸現(xiàn)，平時(shí)在用的時(shí)候感覺(jué)不到，但是遇到惡意攻擊的時(shí)候，這個(gè)問(wèn)題必須解決。

另外一個(gè)問(wèn)題，大數(shù)據(jù)需要有強(qiáng)大的計(jì)算能力，把數(shù)據(jù)里面有效的信息提取出來(lái)。如果數(shù)據(jù)里面信息提取不出來(lái)，數(shù)據(jù)就是垃圾，提取出來(lái)，就是金子。目前全世界的計(jì)算能力還是非常有限的，盡管我們說(shuō)每個(gè)人手機(jī)上的計(jì)算能力都已經(jīng)跟當(dāng)年美國(guó)登月計(jì)劃里面所用到的計(jì)算能力一樣。但我們?nèi)澜缬?jì)算能力加起來(lái)，用一個(gè)數(shù)字表示就是2的80次方左右。

根據(jù)摩爾定律，晶體管尺寸逐漸到達(dá)納米量級(jí)以后，已經(jīng)很難發(fā)展了，所以在這種基礎(chǔ)的情況下，量子效應(yīng)將起到一個(gè)主導(dǎo)作用。原先晶體管的電路原理將不再適用，所以基于原來(lái)的摩爾定律，把晶體管做的越來(lái)越小，集成度做的越來(lái)越高這條路徑就慢慢不行了，但需求卻仍然在增長(zhǎng)。