量子计算先驱Peter Shor获得MIT终身成就奖
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著名数学家和量子计算先驱Peter W. Shor博士(85届)获颁麻省理工学院(MIT) 2022-2023年“James R. Killian Jr.教师成就奖”(简称Killian奖)——麻省理工学院教师每年可授予教师的最高荣誉。Killian奖表彰现为MIT应用数学教授的Shor做出了“开创性的贡献,永远奠定了量子计算的基础”。
颁奖词写道:“我们很高兴有这个机会表彰Peter Shor教授对科学的非凡贡献,他是量子计算和量子信息科学学科的开创者,也是麻省理工学院最优秀的典范。”
Killian奖相当于MIT教师的终身成就奖,于1971年设立,以纪念麻省理工学院第十任校长James R. Killian, Jr.。该奖项旨在表彰麻省理工学院教师的非凡专业成就。获奖者在下一学年拥有Killian奖讲师的头衔,并将在该期间举办一次或多次与其专业活动有关的讲座。
Peter Shor博士
事实上,量子计算今天之所以存在,也是因为Peter Shor。
此外,“Shor教授的工作表明,量子计算机有可能开辟人类思想和努力的新途径。”
Peter Shor在量子计算方面的工作不仅证明了理查德·费曼设想的量子计算机可以有效地解决经典计算机无法解决的问题,也证明了克劳德·香农提出的在经典情况下的整个纠错编码方法都是量子模拟的。麻省理工学院RSA教授、数学系主任Michel Goemans说,“Peter的远见和技术能力确实改变了这个领域。”
Shor因推导出同名的“Shor算法”而闻名,这项开创性的工作证明了量子比特或量子比特系统在理论上可以比最强大的、基于经典比特的经典计算机以指数速度解决一些问题。
Shor算法利用了量子力学的一个基本属性,即“叠加”——一个粒子有可能同时占据两个或多个状态;只有当粒子被观察到时,它才会稳定在单一状态。Shor证明了这种粒子可以组装到一台量子计算机中,每个量子比特在叠加态下能够表现出特定的效果,解决一些问题的速度比最快的超级计算机还要快。
具体来说,Shor表明,这样的量子系统可以进行超大数字的素数分解——这个问题被认为是最先进的计算机所无法解决的。素数分解的难度是现代安全系统的典型假设;Shor算法颠覆了这一假设,证明一旦能够建立一个足够大的量子比特系统,这种密码系统在理论上是可以破解的。
Shor在1994年推导出他的算法,当时量子计算在很大程度上被认为是一种思想实验。许多人认为,实现实用的量子计算机是不现实的:环境中的噪音会扰乱量子系统的脆弱叠加态,并导致计算中的许多错误;虽然经典计算机中的错误可以通过测量单个比特来识别和修复,但在量子计算机中测量一个量子比特的行为将有效地破坏其量子态和相关计算。因此,科学家们认为,实用的量子计算几乎是不可能的。
但在1995年,Shor用另一种关于量子纠错的算法反驳了这一假设,提出了量子错误可以在不测量量子比特本身的情况下被隔离和修复,从而使量子计算比特保持完整。Shor的纠错方案与其他工作一起,掀开了量子纠错领域的序幕,并且仍然是实现复杂量子计算的核心要素。
在他的职业生涯中,Shor在理论计算机科学方面做出了重大贡献,推动了量子计算、量子信息科学(研究信息如何根据量子力学原理进行处理和传递)和量子密码学(一种利用量子力学特性来保护和传输信息的加密方法)等领域。
Shor凭借其成就获得了许多奖项,包括麦克阿瑟(MacArthur)奖、内万林纳(Nevanlinna)奖(现在的IMU Abacus奖章)、狄拉克(Dirac)奖章、费萨尔国王国际科学奖(King Faisal International Prize in Science)和BBVA基金会知识前沿奖(BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award)。他是美国国家科学院和国家工程院院士,也是美国艺术与科学学院院士、美国数学学会和计算机协会会士。
2019年,Shor因“发明首个有现实应用前景的大数分解算法,提出量子纠错编码”获得首届墨子量子奖。
2019年Peter Shor(右二)获得墨子量子奖
关于Peter Shor
Shor于1981年在加州理工学院获得数学学士学位;1985年,他在麻省理工学院获得了应用数学的博士学位,在那里他得到了麻省理工学院应用数学教授Tom Leighton的指导;之后,他在数学科学研究所做了一年的博士后,然后接受了AT&T贝尔实验室的职位,在那里他开发了Shor算法。2003年,他回到了麻省理工学院。