图灵量子创始人交大教授金贤敏：量子计算产业化时代基本到来

“IDC预测说，2027年量子计算市场可以达100亿美元，还有一些更乐观的预测，这说明产业化时代基本到来了。”7月8日，在2021世界人工智能大会“量子计算与光子芯片论坛”上，图灵量子创始人、上海交通大学集成量子信息技术研究中心主任金贤敏演讲称，“包括腾讯和华为这样的大厂都已经进入了这个领域，并在软硬件方面开始了早期投入。从全球初创公司的角度来看，量子计算在国外也发展得如火如荼，而且他们开始的时间比我们还要早5到10年。”

金贤敏是上海交通大学长聘教授 (Tenured Professor)，博士生导师，曙光学者、上海青年科技英才、唐立新优秀学者奖、上海科技启明星获得者，区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室学术带头人。

“光刻机（用于芯片制造）经过长时间迭代和演化形成了扎实而复杂的技术，从物理的层面来看，当这条发展线路达到单原子的级别就会终结。我们就会问：计算能力是否就此停止了？”金贤敏表示，一个预测说在后摩尔时代，光量子计算、光子计算、光学人工智能甚至DNA计算这种新架构的计算体系会使算力继续提升成为可能，而他所做的研究正与光量子、光学人工智能相关。

金贤敏认为，无论是量子通信、量子传感还是量子计算，芯片——这种底层技术非常重要。

“我在2010年加入英国牛津大学团队，这是国际上最早开展光量子芯片研究的两个团队之一。我们自2013年在Science上发表国际上第一个玻色取样计算后，发表了大量成果。但是我将其描述为困境，为什么是困境？”

金贤敏表示，“因为我们大部分工作都基于一个芯片而完成，而我们的合作伙伴南安普顿一两年都没有东西给我们，于是我们的创意和思维不是我们的大脑，而是局限于手头上的芯片，这个芯片某个地方甚至是坏的。所以，在起步做光量子芯片时，从制备到设计到测试到反馈并不通畅，我们已经感受到一个巨大的隐患。”

“回到交大后，我们在交大的支持下花了4年的时间把技术推进到极限。2018年，我们发布了49×49的三维集成的光子芯片，到现在为止都未被超越。将底层技术做到极限，之后它对产业和学术进行了反哺。我们明显感受到这么做非常值得。”

“光子芯片就是光的版本的电芯片，只是线路里面是光信号。光的速度是30万公里每秒，光还可以出现一些干涉效应，这些属性就可以被我们利用起来去操控和处理信息。”金贤敏在接受澎湃新闻采访时表示。

根据上海交通大学官网的介绍，金贤敏在2018年制备出了世界最大规模三维集成光量子计算集成芯片，并演示了真正空间二维量子行走；同年，实现了基于机器学习的量子态分类器；制备出了首个轨道角动量波导光子芯片；基于三维光子集成芯片实现了快速到达量子加速算法。

金贤敏介绍称，2018年后，他们开始布局铌酸锂薄膜（LNOI）光子芯片，结合这种光子芯片体系，他们能够同时涵盖三维和可编程的芯片的能力。目前，他们是唯一具有“光子芯片+量子计算+光子计算+光学AI”技术的团队。

金贤敏表示，学者经常在学校、科研机构里做一些阳春白雪、非常艰难而顶级的事情，如何与产业需求对接？这是比较重要的。量子计算希望往前发展必须要这样做，进入市场。

金贤敏表示，他们正在做量子计算的产品解决方案，在各种计算内核与工程技术的痛点之间建立桥梁，“这是一个比较重要的事情。我们目前总共大概是80人，但是有超过1/3的人在做应用对接的工作。”

“我们在光量子芯片的调控、满足量子计算需求上面基本做到了极致，因为量子计算是对单光子进行调控，它对损耗和精度要求都非常极致。这种极致的技术可能会满足其他方面的需求，比如可以在光学人工智能和其他的相关领域进行‘降维打击’和应用，或者说‘杀鸡用牛刀’。”

在演讲的最后，他说：“我觉得我们满足于现在的计算能力，比如手机、笔记本电脑都很强大了，但是我们还是无法接受，在我们退休或者我们的孩子退休时，我们的计算水平和设施还是现在的水平。算力的提升可能是无止境的，也许我们正处在一个人类计算能力真正爆发的前列。”