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【科学讲座】向涛院士:量子计算——信息技术的未来

  • 卢昱铭
  • 日期:2024-06-11
  • 301

  2024年6月5日晚上,国科大礼堂内人头攒动,同学们怀着满心期待,聚集在这里,为的是一场别开生面的科学盛宴——本周的科学前沿进展名家系列讲座。此次讲座的主讲者,是备受瞩目的向涛院士,一位备受尊敬的物理学家,中国科学院院士,同时也是发展中国家科学院院士,以及中国科学院物理研究所的资深研究员。向院士将为我们带来一场题为“量子计算:信息技术的未来”的讲座,将深入探讨这个备受关注的前沿科技领域。

  量子技术的崛起,源于其特有的科学背景。作为第三次科学革命的必然结果,量子技术的发展承载着人类科学进步的激情与期待。而要理解量子技术的兴起,我们不得不回顾历史。向涛院士带着我们回溯了第一次科学革命的牛顿力学,第二次的电磁理论,以及第三次科学革命的量子力学和相对论。量子技术的发展,依托于量子力学这一理论体系,成为人类迄今为止最基础、最深奥的科学理论之一,奠定了新时代信息技术发展的坚实基础。

  量子技术的兴起,源于对微观世界基本规律的探索与理解。量子力学的确立,是科学史上的划时代突破,也是新时代信息技术发展的科学基石。从量子与量子技术发展的时间线来看,从普朗克开始,上世纪20年代建立并完善量子理论体系,到上世纪五十年代的第一次量子技术革命,再到本世纪的第二次量子技术革命,量子技术一直处于不断演进的过程中。在这个过程中,我们能归纳出量子技术的三大领域:量子通信、量子计算、量子精密测量,以及量子计算的核心——量子相干性所带来的革命性变化。

  量子相干性,作为量子信息的核心要素,是量子计算的基石。在量子计算中,通过主动对量子系统进行相干性操纵,实现了对信息处理的指数加速,引领着第四次技术革命的潮流。量子计算相较于经典计算,具有无可比拟的优势。以量子纠缠为例,其作为量子信息的核心,为量子计算带来了巨大的潜力,成为量子指数加速的可能性所在。

  然而,量子计算的发展道路并非一帆风顺。量子计算机的制备和操控,面临着诸多挑战与限制。量子比特的退相干时间有限,量子门操作存在误差,这些都是当前量子计算所面临的现实问题。但即便如此,量子计算的发展依然呈现出日新月异的态势。从基本思想和初级原理验证,到中等规模带噪声量子计算,再到通过纠错实现容错逻辑量子比特系统,量子计算正朝着更加成熟和稳定的方向迈进。

  在这个过程中,中国在量子计算领域的发展势头不可小觑。近十几年的追赶使得中国与国际上的差距越来越小。向涛院士讲到,我国正积极参与并推动着全球量子计算技术及综合生态的建设。量子计算的未来,虽然充满了挑战和不确定性,但正是这种挑战,激发着大家不断探索、不断前行的勇气与信心。

  最后的提问环节,同学们积极踊跃地提出一个又一个问题。向涛院士针对这些思考,逐一答疑解惑,同学们对量子计算领域有了更深的理解。

  在向涛院士的讲座中,我们期待着聆听他对量子计算的独到见解,期待着从他的口中了解更多关于量子技术的奥秘与未来。量子计算,将引领我们进入一个前所未有的数字时代,让我们共同期待,迎接这个新的科技革命。(文/胡斯涵 图/朱昱泽)