薛其坤院士：第二次量子革命来了！通用量子计算机研制难度堪比「登月」
在9月22日的创新之源大会上，清华大学副校长、北京量子信息科学研究院院长薛其坤院士深度剖析了未来的量子技术。
第二次量子革命真的来了！
想到莫比乌斯环你会想到什么？
数学上，它是拓扑学的吉祥物。从宇宙空间的角度，它象征着宇宙有边无界。哲学的角度，它象征着一切对立面的交融与统一。
在北京量子院的上方就有这样一个巨大的莫比乌斯环，蜿蜒曲折，纵深向前，它象征着对前沿领域的不断探索和锲而不舍的思考。
处在科研革命的前夜，想象力都开始变得匮乏。量子信息技术是新一代战略性信息技术，具有真正颠覆世界的重大意义。
成立于2017年的北京量子科学研究院，瞄准世界量子物理与量子信息学最前沿和国家量子领域战略急需，有国内外顶级人才的加盟，代表着量子领域全球科学的最前沿。
在9月22日的创新之源大会上，清华大学副校长、北京量子信息科学研究院院长薛其坤院士深度剖析了未来的量子技术，并谈到了当前的量子革命。
「量子科学可以说是人类建立的一个最基础，也是最精确、最深奥的科学体系，大家可能经常会听到薛定谔的猫，这个猫可以是活的，也可以是死的，在测量之前没人知道，存在着一个不确定性。
每一个年代都会有新的技术催生出新的革命，上世纪五十年代晶体管和半导体等技术的发展就催生了信息时代。
量子计算、量子通信、量子精密测量和传感技术的兴起和发展，正在推动信息技术向量子信息技术跨越，将可能导致新的技术革命。
「如果说第一代量子革命是认识量子世界、发展技术的话，我们人类在这个世纪初逐渐迎来一个新的时代那就是第二次量子革命」。
「我们可以用以前发现的量子规律主动设计一个量子芯片，大家现在常说的量子计算、量子通信，还有很多量子精密传感，都是在此基础上发展起来的技术。」薛其坤提到。
量子计算机相对经典的计算机，不一样的地方，它的晶体管是一个量子体系。
薛院士给大家举了一个简单的例子，经典的计算机只懂0和1，大家都知道2的10次方是1024，也就约等于10的三次方，2的60次方约等于10的18次方。现在最大的超级计算机包含4-5万CPU，每个CPU包含几十亿晶体管。
理论上，60个理想逻辑比特组成的量子计算机，可以达到经典超算的算力，但是按照目前技术水平，上百万个物理比特才能构成一个逻辑比特，而逻辑比特的实现任重道远。
「当然这个量子计算机的研制比人类首次登月还要困难，对做计算机、控制的人来讲这是一个极大的挑战。」
大会上，薛院士提到，发展量子技术具有极强的战略意义和时代意义。今天的量子技术，就好比上世纪50年代的半导体技术。
2018年美国出台了量子信息科学国家战略纲要上，欧盟也出台了《欧盟量子旗舰计划》，计划到2022年，总投入6.5亿欧元。德国也出台了自己的量子技术计划，每年投入1亿元来发展，各个西方科技强国高度重视，每个国家都出台了国家层面的计划，积极参与到量子革命中来。
去年10月24日，谷歌用53个量子比特的计算机做了一个特殊的非通用计算任务，对一个量子随机数生成器的输出进行采样，只花了200s就完成了目前世界上最快的超级计算机一万年才能完成的任务。未来，有了量子计算机，我们对高密度芯片的需求就没这么大了。
现在世界上产生的数据量预计有40ZB，如果一个硬盘的存储量是1T，一个ZB相当于10亿个硬盘，这么多数据怎么存下来？现在量子技术有可能发挥作用。
全世界目前拥有的数据超过3000ZB，光维持数据中心需要的电费就高达2400亿人民币，将来大数据继续研发下去，能耗必须降下来。
薛院士提到，量子技术可以发挥大作用。假如一个原子可以存储一比特信息的话，那么一个硬件就可以存储几百年的信息，量子就是这样高密度的信息存储介质。子技术的应用将给高密度、低能耗的信息存储也充满了很多想象的空间。
未来，量子计算、量子通信、量子精密测量和传感技术将成为量子信息技术发展的重点内容，有可能引领新一轮的技术革命。
薛院士总结到，量子效应的发现和应用，给信息技术带来了无限的想象空间，全球互联网将从电子时代跨越到量子时代。
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