俞大鹏：量子计算，犹如孙悟空拔毫毛挑战“复杂迷宫”

“平时大部分正式场合我会穿西装，但今天我穿了我们院的定制T恤，因为想给大家看看背后的logo。”8月29日，在科技创新院士报告厅第13期活动上，中国科学院院士、深圳国际量子研究院院长、南方科技大学讲席教授俞大鹏，以“量子计算技术前沿与产业发展趋势”为题进行演讲。

此次活动由深圳创新发展研究院、中关村产业转型升级研究院、深圳企联等共同主办，共吸引线上线下超20万人参与。

俞大鹏在演讲现场。

在微观世界探索“我是谁”

俞大鹏所说T恤背后的logo，正是深圳量子科学与工程研究院的logo，其主体是一上一下的数字0和1，左右两边各有翅膀，而最引人注目的是画面中一只前黑后白的猫正在穿过数字0。

2018年，深圳量子科学与工程研究院正式授牌。“我们研究院logo上前黑后白的这只猫，既象征着量子力学思维实验的代表‘薛定谔的猫’，又寄托了‘不管白猫黑猫，能抓住老鼠的就是好猫’的期待，”俞大鹏说，“在大数据时代，量子计算就是第四次工业革命的驱动力。”

19世纪末，人们发现已有的经典理论无法解释微观系统，爱因斯坦、波恩、薛定谔等科学家通过30年时间，建立了量子力学大厦，打造了量子力学体系，用以分析微观世界。

当人类仰望天空、探索遥远的宇宙，就产生了牛顿力学等宏观科学；当人类窥视自我，往微观世界去探索“我们是谁、从哪里来、组成我们自身的微观粒子是否也满足宏观牛顿定律”等，就产生了量子力学。

“量子力学可以理解为让看不见的‘小东西’配对，从而实现对微观世界的精确操控。这门学科一经建立，马上投入到了原子弹、激光、原子钟的应用中。”俞大鹏解释道。

量子计算看透“复杂迷宫”

如今，量子力学最成功的应用是电子信息技术。活动现场，俞大鹏以一个走复杂迷宫的例子，揭示了普通计算机和量子计算机的差别。

“如果我们派100个人走一个特别复杂的迷宫，每个人之间不允许有信息交流，只能一遍遍试错，直到找到出口；而如果是一个100比特的量子计算机去走同样的迷宫，就等于孙悟空拔出毫毛变出2的100次方个小猴子同时去找到出路。同时，这些小猴子不仅心有灵犀一点通（相互之间处于纠缠与叠加），还具有波的相干相长、相干相消的特性。因此，从理论极限上讲，量子计算机能够展示出经典数字计算机无与伦比的强大算力。”俞大鹏分享道。

俞大鹏与观众现场互动。

他进一步解释道，如今量子力学其实不是什么时髦的东西，已经被广泛应用于日常生活的方方面面。量子力学迄今最大、最成功的应用就是基于固体能带论的现代电子信息技术和数字信息技术。“第一次量子技术革命还支撑了包括原子能、激光、核磁成像、互联网等现代技术，成就了全球每年万亿元产值的电子信息技术工业体系。”俞大鹏说。

正是数字时代的算力需求，把还处在前期的量子计算推到了台前，希望充分利用量子力学中的量子叠加、量子纠缠、量子干涉等特性，来超越经典数字计算机，实现算力指数加速、解决经典计算机无法解决的难题。

“量子计算，路阻且远。只有每个人把自己的行业和领域做到极致、做成艺术品，我们才有可能制造出具有颠覆性算力的强大的量子计算机。”俞大鹏总结道。

（主办方供图）

编辑 秦涵 审读 张蕾 二审 李怡天 三审 郑蔚珩