锚点:量子计算何时照进现实? | 袁岚峰

B站影视 日本电影 2025-08-25 15:55 4

摘要:量子计算为什么这么热?我们前面访问段路明院士的时候,他就说过,量子计算是一种最聪明的信息处理方法。事实上,量子计算是目前已知的唯一一种有望超越图灵机的计算框架。

锚点|量子计算何时照进现实?

量子计算为什么这么热?我们前面访问段路明院士的时候,他就说过,量子计算是一种最聪明的信息处理方法。事实上,量子计算是目前已知的唯一一种有望超越图灵机的计算框架。

但大规模量子计算为什么还没有实现?因为它容易出错。用段路明的话说,量子纠缠之所以难以操控,正是因为它太容易产生。跟环境的相互作用,即使很微弱,也可能导致量子比特失去相干。因此,量子计算中最热的研究课题之一就是纠错,它被普遍认为是量子计算的下一个大台阶。

但奇妙的是,这并不是唯一的路径。还有一种选择,叫做拓扑量子计算,它的特点就是不用纠错。为什么呢?因为它的量子比特受到拓扑保护,天然能够容错。

中国科学院院士、上海交通大学李政道讲席教授贾金锋老师在拓扑超导体与马约拉纳费米子等方面取得了重要成果,而这些研究的最终目标正是拓扑量子计算。今天,我们就来访问贾金锋院士。

科学家对话科学家,《锚点》节目中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰对话贾金锋院士,东方卫视7月23日周三22:00、新闻综合频道7月24日周四22:30播出。

以下为精彩片段之一:量子计算何时照进现实?

贾金锋:其实我到了上海交通大学,十几年就做了一件事情。就是拓扑量子计算的基础工作,先要制备这个拓扑超导样品,然后在拓扑超导样品里发现这个马约拉纳零能模。以前叫马约拉纳费米子,这个都实现了。现在要做的,就是要把这个马约拉纳零能模进行编织或者融合。如果实现这一步就可以在未来五年以后,或者十年以后,能做出这个拓扑量子计算来。

袁岚峰:量子计算如果它真正实现了这会有什么样的效果?

贾金锋:量子计算是一个非常重要的事情。因为整个世界是一个量子的世界,虽然我们看到很多的东西都是经典的(力学)。但是实际上它是按照量子力学来运行的。所以你如果有一个足够强大的量子计算机。你是把这个世界是能够都给算出来的。你现在的这个AI(人工智能)所有的都是这个世界的一个近似值。但是有了这个量子计算。你就可以把它精确地给它定出来。这就为什么大家伙投入这么大的精力来做这个量子计算的一个原因,就是量子计算是确实会给人类一个革命性的变化。

袁岚峰:如果要说量子计算具体能做的事情,大家可以举很多的。比方说破解密码、交通规划或者材料设计。但是归根结底为什么重要,说到底是因为世界是量子的,不是经典的。

贾金锋:没错,世界就是量子的。

袁岚峰:贾老师,实际上在这个拓扑量子计算之外,就是拓扑本身也是件很有意思的事情。这当中也会产生很多新的有趣的物理。

贾金锋:对,现在其实拓扑不单是在我们凝聚态里面用这个概念了。

袁岚峰:(拓扑)它现在还用到什么地方?

贾金锋:现在光里面有拓扑,这个声里面也有拓扑,连机械波里面都有拓扑。机械波的那个拓扑,是有可能把一块材料,就像我们这个桌面,这边变硬了,那边变软了。拓扑光学它能聚焦得更好,然后产生的激光更强。像声学里面如果用上拓扑,它可能让这个声音消失在这个地方,在那个地方产生。

袁岚峰:消声器。

贾金锋:所以这个拓扑是很奇妙的一个东西。

袁岚峰:所以拓扑对于整个物理本身它是一场革命,它是不限于量子物理的。

贾金锋:现在所有的地方都用这个拓扑的这个概念,只要有波的地方都有拓扑。

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■ 作者简介

袁岚峰

中国科学技术大学科技传播系副主任中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员科技与战略风云学会会长

来源:袁岚峰一点号

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