[文匯報]第一臺量子計算機 可能在這里誕生

    “你若要關注未來，就必須關注中國。”這是著名的英國科普雜志《新科學家》新近推出的一組反映中國創新科技現狀專稿中的一句話。這句導語性的話反映了一個現實：中國越來越成為世界關注的目標。《新科學家》或者說西方國家的科技記者是怎樣看當今中國的發展的？他們眼中的“正在形成中的超級大國的瞬間影像”究竟如何？不少中國人會對此感興趣。這也促發了我們編輯這期版面。

    國外記者的中國觀察無疑為我們增加了一個思考和審視自己的角度。但無論是褒也好貶也罷，我們還是應有自己的判斷和定力。


 

    中國在逐漸崛起，西方國家越來越多的人在密切關注中國，仔細分析中國。英國學者在對英國的國際合著論文狀況進行定量分析后得出結論說，盡管英中科技合作已經很活躍了，但是仍有進一步加強、改善的余地。從《新科學家》這組文章選定的采訪對象和主打文章的基本觀點來看，他們對中國的優勢和潛在問題還是有較準確的認識的。對中國，他們確實看懂了相當一部分。

    他們也有看不懂的地方。他們覺得，不管誰強大起來了，就一定會欺負人，所以認定中國有“成為超級大國的雄心壯志”。事實呢？中國熱愛和平可不是掛在口頭上的。拿古代說，我們即使在強大的唐朝，都派文成公主去西藏嫁給松贊干布。此舉其實仍舊屬于“和親”，也就是說，我們的和親政策不是示弱，是真的重視 “和”。拿當代說，我們在上世紀60年代成功試爆原子彈的第一天起，就莊嚴承諾決不首先使用核武器，決不對無核國家使用核武器。美國做過這樣的承諾嗎？中國文化的核心就是廣義的“和”。所有那些西方分析家還沒有充分認清這一點。

    他們看不懂的另一點，就是中國人的思維中能夠容納相互矛盾的事物。像“一國兩制”這樣的設計，決不可能出現在西方國家。因此，他們往往覺得，進一步改革開放，共產黨的領導基礎就難免動搖，那么，執政者就會收緊。于是問道，“中國共產黨最終會成為改革的動力機還是變革的障礙？”他們不懂，走有中國特色社會主義道路不是空洞的口號，而是類似于“一國兩制”的又一種看似矛盾的新型制度設計。

    他們看不懂的第三點，是中國人面對逆境的驚人的耐受力。魯迅病重期間，史沫特萊請了一位美國醫生給魯迅看病。后來，醫生對史沫特萊說，魯迅的肺病很重，要換成歐洲人，五年前就死了。魯迅并不是一個特例。即使我們在前路上還難免有挫折和失誤，但我們能夠挺過逆境，調整過來，而類似的嚴重問題如果發生在另一個國家，很可能就要天下大亂了。

(作者系中國科學技術信息研究所研究員)
 

    21世紀將是中國的世紀。當人們這樣對我們說的時候，通常是把它作為一種警告：如果經濟發達國家不能對中國“威脅”作出應對，那么將淪為二等國家，在中華人民共和國的覺醒中跟在它后面亦步亦趨。

    這種模糊不清的觀點對我們毫無助益。中國是一個自尊自豪的國家，有過動蕩的歷史，并不諱言具有成為超級大國的雄心壯志。它當然是資源的強勁競爭者——中國對石油的渴求及其對燃料價格產生的影響已在美國引起恐慌。然而這個遼闊而多樣的國家已經遠不只是一個對手了。如果沒有中國制造的廉價商品以及大量的海外投資和有技能的勞動力，世界經濟將陷于嚴重的困難。

    在這個全球化的時代，中國也是一個伙伴——這是為什么我們應當一起關注面前的挑戰的原因。中國面臨巨大的社會、政治和環境問題，而任何中國的問題，照理也會成為其他每一個國家的問題。今天西方富國抱怨中國產的寵物食品有毒，玩具有鉛污染。明天，又可能是中國對能源的爆炸性需求引發了氣象災害。

    中國的領導者們并不平庸。中央政府的大多數高級成員都受過高等學校的科學、工程技術教育。他們知道國家目前的發展，不論在經濟方面還是在環境方面，都還不是可持續的。中國若要繼續使其發展卓有成效，它必須使自己從按西方國家圖紙制造的廉價商品的出口國，轉變成為一個“創新型國家”——能由本國的智能來支持其經濟增長的國家。因此，他們正傾注大量投資于科學，特別是熱點科學領域的應用終端，如納米技術和可再生能源。過去5年中，中國在科技研發方面的花費已增長1倍以上，官方計劃還要求進一步提高：從2005年的占GDP1.34%提高到2020年的2.5%。

    如果該計劃得以實現，解決全球性問題所需的某些創新技術可能會來自中國。在國外受過訓練的頂尖級研究人員和企業家已在回歸祖國，其人數之多前所未有。他們主要為了一件事情：要使中國能與美國和其他領先國家并肩而立，成為平等的伙伴。

    中國真的能把自己徹底改造成為一個綠色技術的超級強國嗎？在城市的中產階級享受快速經濟增長之果的時候，農村的窮人會不會被遺棄一旁？經濟發展會不會踏步不前甚至趨于崩潰？中國共產黨最終會成為改革的動力機還是變革的障礙？

    如果和居留在中國的西方人談談，經常會聽到這樣的論調：“我在那兒住得越久，越覺得我還并不懂得中國。”因此，我們并不試圖提供一幅關于中國情況無所不包的全景圖，而是派出我們的記者，到中國各地去完成一項單純的任務：描繪富有魅力的人物和令人深感興趣的計劃，以便給出一個關于這個正在形成中的超級強國的瞬間影像。

    你若要關注未來，就必須關注中國。你若要知道未來如何在形成，確實應去中國看看。我們可以做你的向導。


 


    這里是一場新的計算機革命可能開始的地方。5年前，潘建偉做過一個關于世界第一臺量子計算機的夢。如今，在合肥的中國科技大學實驗室里，潘正在努力地把這個夢想變成現實。當我去那里訪問的時候，年輕的教授們正在交頭接耳，嘁嘁喳喳地議論他們最近的試驗；隔壁房間里，學生們正在光學試驗臺周圍忙碌著，校正激光、棱鏡和探測器。如果一切按計劃實現，第一臺量子計算機將在這里制成。

    合肥似乎不大可能是這樣一種革命性裝置的誕生地。它一直以出產傳統的豆腐和麻餅而著名。潘及其同事們改變了這一切，并使中國科大以至整個國家在量子計算機的世界地圖上穩穩地占有了一席之地。

    如果量子計算機能被研制成功，它將使今天運算最快的超級計算機黯然失色。為此，世界上已有太多的研究小組在競相研制。但潘的方法與眾不同。尤可稱道的是它把量子記憶同一種稱為集群態的設計結構結合了起來。奧地利維也納大學物理學家卡斯拉夫·勃魯克納說，潘的研究組是“開發量子計算機技術的世界領先研究小組之一。”

    量子計算的概念，早在20世紀80年代已有人提出。它設想對量子力學的奇妙特性加以掌握，以完成如搜索海量的數據貯存，或對龐大的數字進行分解（這是今天安全密碼的基礎）等經典計算機不能在適當的時間內完成的工作。量子計算機的功能是由于這樣一個事實，即一個量子能在一個時間內以不止一種狀態存在。因此與具有數值為1的普通計算機的數據比特不同，一個量子比特能同時具有數值0、1或兩者的任何疊加。這樣，若用量子比特進行計算，你可以得到同一種商品價格的大量計算結果。

    更加有趣的是還有一種量子現象叫作纏結，它能把幾個量子比特的特性連結起來。理論上，只要幾百個纏結的量子比特，就足以代表比宇宙中的原子還要多的數字。一臺利用纏結量子比特的量子計算機能根據在同一時間內輸入的龐大數字完成不同組合的運算。但這還只是理論。迄今量子計算機的實際運算能力并不比已用了10年的計算機強多少。

    1994年，潘作為新畢業的研究生，師從奧地利英斯布魯克大學的安東·齊林格教授學習量子計算機的應用。那時中國尚無量子信息研究開展。當齊林格問及他將來的打算時，潘說“我要在中國建立一個和你這兒一樣的實驗室。”

    不久，他開始與祖國的研究人員包括中國科大的學生建立經常聯系。2001年，他獲得了中國科學院25萬美元的一筆撥款，用于開展量子信息研究。

    與此同時，世界上有十多個研究小組在用光子、捕獲的離子、超導體或量子點作為量子比特，探索實現量子計算的不同方法。潘的經驗使他相信用光子較有前途。

    每一種方法都有其優點，但它們都碰到一個問題：用于量子計算的纏結態十分脆弱。操縱量子比特的最大困難是如何使纏結保持完好無損并能在運算過程中形成所需要的新的纏結。

    集群態方法就是解決這個問題的一個嘗試。這可以避免運算過程中損壞纏結的風險，但目前還存在不少缺點，潘的團隊現正在設法克服，并已取得了一些進展。他們的目標是要建立100個以上量子比特的纏結，以便足以開始實際的量子運算。

    不要期望這在明天就會發生。潘警告說，可能得花上10年以上的時間才能取得有用的成果。但一、二十年后你打開的漂亮的新計算機將不再和你以前有過的任何別的計算機一樣。只有一個小東西相同：箱子上“中國制造”的標簽。