中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿

封面新闻记者 欧阳宏宇

人类距离量子计算机还有多远？

“如果将量子计算发展看作一个人的成长，那我们现在大概还在7、8岁左右。”中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿在近日举行的“瞰见未来”2024复旦管院新年论坛上表示，量子计算已从仅追求量子比特的增加进入到研发“逻辑量子比特”的新阶段。“不过目前，距离实现通用量子计算机还有相当长的路要走。”

在1927年10月举行的“第五届索尔维会议”上，爱因斯坦和玻尔围绕量子力学“幽灵”展开世纪争论。随着世纪争论落下帷幕，量子信息诞生了，人类社会进入第二次量子革命的新历史时期。

在郭光灿看来，第一次量子革命伴随量子力学的诞生而来，让人类拥有了电脑、手机、互联网等经典技术。“量子信息带来了量子计算机、量子传感，量子技术的出现来源于量子原理，但技术本身是量子的，所以我们称为第二次量子革命。”

“第二次量子革命产生的最重要的技术就是量子计算，这是一项颠覆性技术。”郭光灿认为，量子计算机如果得到普遍应用，人类社会将发生翻天覆地的变化。“比如，算力会提高到新的层次，量子算力会以指数级增长超越现有的经典算法，超越现在的超级计算机。”

有研究发现，量子计算机可以实现超级计算机无法完成的工作。如今年1月6日，中国第三代超导量子计算机“本源悟空”上线运行，现已经完成了8万个项目。其中，现在的动态密钥电子计算机无法破解，但量子计算机则可以。

不过，在研究量子计算机的过程中，还面临两大主要障碍。第一个是“消相干”问题，即量子计算机是宏观的量子器件，环境不可避免地破坏量子特性。它会导致量子计算机自动地变成经典计算机，丧失并行运算能力。第二个困难是人类尚未掌握精确操控量子状态和演化的技术，因此无法制备和精确操控量子比特数较多的量子芯片。

目前，行业已针对量子计算机研究中的纠错已提出了很多应对策略。比如，量子计算机可以采用“编码容错”技术以确保计算的可靠性。“但只是理论上可以实现，但现在我们的技术还达不到。”郭光灿说。