世界范围内，一场量子争霸战已经打响

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比日本的快100万亿倍，比美国的快100亿倍！

作 者丨张静波

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图片：网络、图虫创意

有人忙着社区抢菜，也有人争夺高科技阵地。例如，干出比世界上最快的超算还要快100万亿倍的量子计算机。

“在中国，人们称他‘量子之父’。对于这一称呼，潘建伟当之无愧。”

2017年，世界权威学术杂志、英国《自然》在一篇新闻中这样写道。

那一年，潘建伟当选《自然》杂志年度十大科学人物，理由是“在他的带领下，中国成为远距离量子通信技术的领导者”。

仅仅三年后，他和他的团队就再次创造新纪录——

2020年12月4日，中科大向世界宣布：潘建伟等人成功构建了一台76个光子的量子计算原型机——“九章”。

“九章”有多厉害呢？

在求解5000万个样本的高斯玻色取样时，目前世界上最快的超级计算机——日本富岳，需要6亿年，中国最快的超算——太湖之光，需要25亿年。

而“九章”仅需200秒！比富岳快100万亿倍，比一年前刚刚拿下量子霸权的谷歌“悬铃木”快100亿倍！

量子计算，被视为下一代计算技术。

传统计算机使用0和1，而量子计算机中的量子，通常是原子、电子或光子，既可以是0和1，也可以是0和1的叠加态。

这多出来的状态，随着量子数的增加，会呈现出爆炸性的算力。

潘建伟曾将量子计算机和传统计算机的算力差距，比喻为核武器和枪炮之间的差距。

对于被传统算力瓶颈困扰多年的新药开发、石油勘探、金融定价等众多民生经济问题来讲，这是夹缝中看到的一缕曙光。

也因此，全球各国，尤其中美之间，围绕量子计算，展开了一场激烈竞争。

在“九章”之前，以IBM、谷歌为首的美国巨头，抢占了量子霸权，其每年发表的专利数是中国的3倍多！

尤其2019年，谷歌推出53个量子比特的“悬铃木”，在人类历史上首次实现量子霸权，也就是对所有传统计算机的超越。

“九章”的问世，一下子缩小了中美间的差距。

虽然目前它只能处理特定问题，也无法编程，距离通用计算还很远，但这无疑向世界昭示了中国量子计算的未来。

不久前，潘建伟和他的团队给自己设定了远大的目标：15到20年，研制出通用的量子计算机。

为了这一目标，他们计划在五年内将量子位增至1000个，10年的目标与IBM、谷歌相同，即100万位量子计算机。

过去，潘建伟及其团队引领了中国的量子通信。现在，他们还将引领中国的量子计算。

“幸福，就是玉米糊上抹猪油。”

2019年，潘建伟在中科大，这样回忆自己的童年。

在那个物质匮乏的年代，潘建伟跟着外婆在农村长大，大米不够吃，就吃玉米糊，哪家条件好，能在玉米糊上抹点猪油，邻居就很羡慕。

贫穷刺痛了潘建伟的心，他决定效仿老一辈科学家，“用科学为国家做点事情”。

1931年考入清华历史系的钱伟长，物理只考了5分，但为了报国，他毅然弃文从理。

潘建伟虽没弃文从理，但也放弃了保送浙大热门专业的机会，毅然选择了中科大物理系。

在那里，他很快就迷上量子力学。那是一门让爱因斯坦都感到崩溃的学科，因为它太反直觉了。

两个纠缠的粒子，即便远隔十万八千里，也能瞬间相互作用。

“幽灵般的远距作用。”爱因斯坦毕其一生，都想推翻这种看似“虚幻”的存在，但他最终失败了。

虽然人类至今无法解释这种现象，但它对保密通信却有着重要意义，因为这意味着：没有人可以做到，“偷窥”其中一个粒子，而不被人知道。

潘建伟深知其中的意义，但要将它付诸实践，就必须先做实验。而彼时，国内并没有这样的条件。

为此，他在出国留学时，放弃了一位诺奖得主、转而选择当时名不见经传的塞林格教授当导师，因为后者领导着一个世界级的量子实验室。

1996年，两人第一次见面时，塞林格问潘建伟：“你的梦想是什么？”

“将来在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”潘建伟脱口而出。

潘建伟的回答，给塞林格留下极深的印象，他把潘建伟安排进当时正在进行的光量子隐形传态实验中。

塞林格对这位来自东方的学生寄予厚望，而潘建伟也没有辜负他的期望。

仅仅一年后，潘建伟所在团队，便成功将一个粒子的状态，从一个地方传到另一个地方，而这个粒子本身并没过去。

这项实验后来被发表在《自然》杂志上，被认为是量子信息实验领域的开山之作，它甚至被《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”。

一同入选的，还有伦琴的X射线和爱因斯坦的相对论。

但这足以光耀门楣的成绩，并没有解开潘建伟长久以来的那个心结。

“出国，就没想着留在国外。”

2001年，在导师塞林格的不解中，潘建伟毅然回国。中科大从当时捉襟见肘的经费中拨出690万元，支持他组建量子物理实验室。

做实验尤其量子物理实验，不像搞纯理论，一个人就可以。它需要激光器、电子学、材料学等各领域的人才。

为了组建这个实验室，潘建伟国内、国外两头跑。

他还在中科大遴选了一批青年学生，其中就包括后来发明了世界上第一台光量子计算机的陆朝阳。

然后，潘建伟将他们送出国门，双方约定：学成后必须回国。

有了资金，有了人才，潘建伟的量子物理实验室开始崭露头角。仅仅两年后，他们就实现了自由量子态隐形传输。

紧接着，又先后实现了100公里、200公里的量子保密通信实验。

2013年以后，随着国家对量子保密通信加大投入，潘建伟迎来人生的高光时刻。

2016年，世界首条量子保密通信骨干线路——全长2000公里的“京沪干线”贯通。

同年，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”升空，并成功实现了与“京沪干线”地面站的连接。

全世界为之一振。《自然》杂志这样写道：

“在量子通信领域，中国只用了10年，便从不起眼的国家发展为世界劲旅，并将领先于欧洲和北美。”

但潘建伟并不满意，因为在更重要的量子计算领域，中国仍然落后于美国。他要赶超。

彼时，IBM、谷歌等量子计算巨头，大多选择了超导路线，而潘建伟却选择了光量子路线。

多年前，当美国计算机科学家阿伦森提出光量子计算机构想时，一些物理学家说它根本不起作用。就连阿伦森自己也认为，这个设计将永远停留在纸上。

但潘建伟团队并没有放弃，他们一天工作12个小时，不断攻关，从6个光子到8个光子，再到10个光子。

终于，在2017年发明了世界上首台光量子计算原型机。

再然后，便是不久前打破了谷歌量子霸权的76个光子的光量子计算原型机——“九章”。

潘建伟及其团队，赶上了一个国力上升的好时代。

国家不但重视量子技术，还投入了大笔资金。在“中国制造2025”计划中，量子计算赫然在列。

最高领导层甚至组织集体学习，了解、认识量子科技。

强大的国力，再加上国家战略的支持，使得潘建伟的满腔抱负，得以施展。

数十年前，著名物理学家赵忠尧历经坎坷从美国归来，唯一的希望就是祖国繁荣昌盛、科学发达。

临终前，他留下一段话：“我们已经尽了自己的力量，但国家尚未摆脱贫困与落后……”

潘建伟将这段话刻在研究院大厅的墙上，让学生时刻铭记。

随着国盾量子的上市，他的身价超过20亿。

旧的问题解决了，潘建伟却有了新的“烦恼”。

一个连爱因斯坦都搞不明白的学科，天然是滋生阴谋论的沃土。

自从潘建伟学成归国以来，围绕他的质疑声就没停过。

但这些质疑，基本停留在“民科”水平。量子力学诞生百年来，鞭挞它的人前仆后继，但丝毫不影响它催生了影响人类进程的半导体产业。

对于这些质疑，潘建伟从未正面回应，也没时间回应。

毕竟，世界范围内，一场量子争霸战已经打响。

这场战斗，在实验室而不是在战场上。胜负的赌注，是下一个计算时代。

在传统计算时代，美国以硅谷领衔，统治了世界。未来，量子计算时代，筹码将被重新分配。

大洋彼岸的美国媒体曾忧心忡忡地感叹：如果美国输了，未来将令人心寒。但他们却已捷足先登。

谷歌的“悬铃木”第一次实现了量子霸权。微软已经用量子计算机，演示了如何帮助制造产量更高的肥料。

加上亚马逊、英特尔……甚至是工业巨头霍尼韦尔，几乎是一个全明星豪华阵容。

在这场已经打响的量子战争中，中国除了赢，没有其他选择。

输了，就意味着，那个在潘建伟心中埋藏多年的心愿，将毁于一旦。

还在上中学时，他就立志为国家做点事。1996年到2008年，长期海外留学、执教的所见所闻，更坚定了他的这个心愿。

有一次，他在阿尔卑斯山，遇到一位80多岁的老太太问他是干什么的。潘建伟回答说，自己是做量子物理的。

老太太接着问：“量子物理的哪个领域？”

“量子态隐形传输，就像时空穿越里面的东西。”潘建伟回答说。

潘建伟以为老太太会蒙圈，没想到对方语出惊人：“我读过你在《自然》杂志上发表的那篇文章。”

在德国工作时，他发现，那里最普通的卖菜小贩，也能每年带家人出去度假三周。

这些见闻让他触动很大。一想到同样是卖菜的，国内的菜农每天劳碌奔波，日子依旧过得很辛苦，他就睡不着觉。

在他看来，阿尔卑斯山上的老太太之所以懂量子力学，德国的卖菜小贩之所以能度假，就是因为那里科技发达，人们的效率更高。

由此，他想到，一定要把中国的科技搞好，让中国的所有劳动者，也过上这样的生活。

正是这个埋藏在心底，最善良、最朴素的愿望，一直支撑着他，最终改写了全球量子通信的历史，并造出世界上最快的计算机。

THE END

出品人：毕亚军

主编：王晓 责编：周怡

美编：刘彦潮 运营：方乐迪 张婵 倪晨

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原标题：《强！他把全球劲敌甩出十万八千里，助中国赢得又一关键竞争！》

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