對(duì)話羅樂(lè)教授：離子阱量子計(jì)算擁有明朗的未來(lái)

9月29日消息（劉定洲）量子通信、量子計(jì)算，這些帶有神秘色彩的技術(shù)詞匯，在過(guò)去幾年逐漸為產(chǎn)業(yè)界熟知。其中，量子通信技術(shù)已經(jīng)開(kāi)啟規(guī)模商用，中國(guó)發(fā)射了全球首顆量子通信衛(wèi)星“墨子號(hào)”，并開(kāi)通了第一條量子保密通信干線——“京滬干線”。而更為前沿的量子計(jì)算，還處在商業(yè)應(yīng)用的萌芽階段。

產(chǎn)業(yè)生態(tài)的力量開(kāi)始逐漸匯聚。9月27日召開(kāi)的中國(guó)國(guó)際信息通信展上，專門舉辦了一場(chǎng)”量子計(jì)算論壇“，國(guó)內(nèi)多位知名量子信息專家學(xué)者及行業(yè)初創(chuàng)公司濟(jì)濟(jì)一堂，探討了量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。論壇嘉賓、中山大學(xué)羅樂(lè)教授對(duì)C114強(qiáng)調(diào)，離子阱量子計(jì)算擁有明朗的未來(lái)。

羅樂(lè)教授（右一）接受C114采訪

“21世紀(jì)的基礎(chǔ)技術(shù)”

量子信息包括量子通信、量子測(cè)量、量子計(jì)算。羅樂(lè)教授介紹，相較于其他兩項(xiàng)技術(shù)，量子計(jì)算是起步時(shí)間最晚，技術(shù)難度最大、參與企業(yè)最少、對(duì)社會(huì)生產(chǎn)生活影響面最廣的一項(xiàng)技術(shù)。它不僅會(huì)帶來(lái)經(jīng)典計(jì)算不可比擬的超強(qiáng)算力，也會(huì)反向驅(qū)動(dòng)量子通信、量子測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展。

對(duì)于量子計(jì)算的價(jià)值，羅樂(lè)教授認(rèn)為，這是21世紀(jì)的基礎(chǔ)技術(shù)，將服務(wù)于人類社會(huì)的方方面面，與之類似的技術(shù)是人工智能。區(qū)別在于，人工智能初級(jí)階段的技術(shù)，例如人臉識(shí)別等，已經(jīng)開(kāi)啟規(guī)模商用，商業(yè)與技術(shù)創(chuàng)新形成正循環(huán)。量子計(jì)算還處在更早期的階段，技術(shù)流派初步成型，應(yīng)用場(chǎng)景也在探索中。“舉例來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算可望在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，替代經(jīng)典計(jì)算產(chǎn)生的巨大能源消耗，助力達(dá)成國(guó)家‘雙碳’的戰(zhàn)略目標(biāo)。”

目前，量子計(jì)算主要有兩大技術(shù)流派：離子阱和超導(dǎo)。哪種技術(shù)流派更具前景，國(guó)IonQ公司讓離子阱技術(shù)的價(jià)值得到進(jìn)一步廣泛重視，該公司由羅樂(lè)教授博士后導(dǎo)師、美國(guó)科學(xué)院院士Monroe教授創(chuàng)立。事實(shí)上，IonQ成功上市，意味著離子阱技術(shù)的商業(yè)化潛力，取得了資本市場(chǎng)的認(rèn)同。

《離子阱量子計(jì)算機(jī)發(fā)展和趨勢(shì)》主題演講

羅樂(lè)教授認(rèn)為，兩種技術(shù)均為主流技術(shù)，從技術(shù)發(fā)展路徑來(lái)看，超導(dǎo)技術(shù)制備量子物理比特?cái)?shù)量“從10到100”走的較快，但“從100到1000”則面臨較大的瓶頸。離子阱技術(shù)“從10到100”的起步階段相對(duì)困難，但“從100到1000”的難度要低很多，有望彎道超車。

“離子阱技術(shù)的理論本身已經(jīng)由四位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)前輩所證實(shí)，這在基礎(chǔ)理論上是可信的。而且，IonQ、Honeywell等公司已經(jīng)在這條技術(shù)路線上研究了多年，還取得了很多重要的研究成果。”羅樂(lè)教授指出，離子阱技術(shù)在很大程度上依托于光電產(chǎn)業(yè)，而中國(guó)光電產(chǎn)業(yè)齊全、技術(shù)先進(jìn)，兩者能夠更好地協(xié)同。對(duì)中國(guó)市場(chǎng)而言，這是一個(gè)相對(duì)優(yōu)勢(shì)。

羅樂(lè)教授還有一個(gè)身份：?jiǎn)⒖屏孔勇?lián)合創(chuàng)始人兼量子計(jì)算首席科學(xué)家。啟科量子選擇了離子阱量子計(jì)算技術(shù)路線，是國(guó)內(nèi)投身量子計(jì)算的少數(shù)初創(chuàng)公司之一。該公司核心人員早在2015年主導(dǎo)研發(fā)了全球第一套量子計(jì)算測(cè)控系統(tǒng)，今年7月則發(fā)布了分布式離子阱量子計(jì)算機(jī)工程機(jī)，屬國(guó)內(nèi)唯一。

布局未來(lái)的產(chǎn)業(yè)邏輯

客觀來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算當(dāng)前仍處于大面積理論研究與實(shí)驗(yàn)、少數(shù)企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)低比特工程機(jī)、極少數(shù)多比特實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)，商業(yè)應(yīng)用還極少涉及。包括啟科量子在內(nèi)，出席本次論壇的5家初創(chuàng)量子計(jì)算公司，可以說(shuō)展現(xiàn)出了非凡的勇氣和前瞻的視角。

羅樂(lè)教授坦言，目前啟科量子對(duì)于量子計(jì)算處在前期的研發(fā)投入階段，從商業(yè)角度來(lái)看，量子計(jì)算還有一段距離。啟科量子的發(fā)展戰(zhàn)略，是“融合量子通信和量子計(jì)算”，基于優(yōu)秀的量子信息人才，在兩大領(lǐng)域協(xié)同進(jìn)軍，既有當(dāng)前可以商業(yè)化的量子通信方面，如新一代量子密鑰分發(fā)設(shè)備、專用光芯片等多元化產(chǎn)品，也有前沿的量子計(jì)算工程機(jī)AbaQ（天算系列離子阱量子計(jì)算機(jī)）。

目前，啟科量子通信產(chǎn)品布局了政務(wù)網(wǎng)、智慧城市、大數(shù)據(jù)中心、智能汽車、軌道交通等多個(gè)領(lǐng)域。在量子計(jì)算方面，啟科量子“AbaQ系列” 分布式離子阱量子計(jì)算機(jī)項(xiàng)目，技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到 100個(gè)可操控量子比特以上，處于國(guó)際先進(jìn)水平，預(yù)計(jì)將在2~3年內(nèi)完成。

從行業(yè)來(lái)看，IonQ連續(xù)獲得融資，并于今年在美國(guó)紐交所上市，對(duì)整個(gè)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)從業(yè)者都是巨大的鼓舞。羅樂(lè)教授表示，如果說(shuō)IonQ上市有一定的偶然性，另一家離子阱技術(shù)公司Honeywell也于今年7月份時(shí)宣布分拆其量子計(jì)算業(yè)務(wù)，并將其與量子計(jì)算軟件公司CQC合并，合并后的聯(lián)合體將打包上市。

《哈佛商業(yè)評(píng)論》7月刊上的一篇文章也指出，量子技術(shù)正在接近主流。近幾年，量子計(jì)算憑借其更快、更便宜地解決大規(guī)模組合問(wèn)題，已經(jīng)吸引了數(shù)十億美元的投資。

從政策層面看，量子信息明確歸屬于國(guó)家支持、鼓勵(lì)發(fā)展新一代信息技術(shù)行業(yè)。不過(guò)客觀來(lái)說(shuō)，政策對(duì)于量子計(jì)算還沒(méi)有明晰的支持界定。要做大量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)，得要建立起一個(gè)可靠的生態(tài)體系基礎(chǔ)。一方面政策應(yīng)加大關(guān)注度并予以支持，另一方面也是啟科量子等初創(chuàng)公司接下來(lái)要努力做的事情：需要拿出相比國(guó)外同行更具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，需要為行業(yè)引入更多的“活水”，需要展現(xiàn)出極大地改變我們世界的能力。

“去年的量子計(jì)算論壇，只有2家初創(chuàng)公司的代表到場(chǎng)，今年已有5家。未來(lái)幾年，初創(chuàng)公司有望繼續(xù)快速增長(zhǎng)。”羅樂(lè)教授認(rèn)為。而啟科量子作為先行者，接下來(lái)會(huì)持續(xù)在理論研究與實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證方面持續(xù)發(fā)力，為離子阱量子計(jì)算的工程化應(yīng)用不懈努力，也將為企業(yè)成長(zhǎng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)與注入長(zhǎng)期發(fā)展動(dòng)力。

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