量子科技前沿科普——量子计算机的“奥秘”是什么？丨湘声大讲堂

原标题：量子科技前沿科普——量子计算机的“奥秘”是什么？丨湘声大讲堂

12月4日，一则好消息刷屏朋友圈——中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。

而今天下午，在湖南省政协机关三楼会议室，“量子”也成为大家热议的内容——量子计算机的基本概念、基本工作原理分别是什么？研究进展和应用前景又是怎样的？12月4日下午，湖南省政协举办湘声大讲堂第十二期“量子科技前沿科普——量子计算机”专题讲座。湖南省政协老委员咨询团成员、湖南师范大学物理与电子科学学院教授方卯发用生动有趣的方式对这些问题进行了逐一解答。

湖南省政协副主席戴道晋、胡旭晟出席，省政协秘书长卿渐伟主持讲座。全省政协委员通过政协云可收看图文直播。

动新闻—湖南省政协举办湘声大讲堂第十二期“量子科技前沿科普——量子计算机”专题讲座

讲座现场，方卯发从量子计算机的基本概念、基本工作原理、研究进展和应用前景等四个方面，深入浅出地对量子科技发展中的重要领域——量子计算机进行了科普。

近年来，中美两国都把量子科技提升到前所未有的战略高度，大有“得量子科技者得未来，得量子科技者得天下的架势”。

为提高计算机性能与运算速度，目前计算机芯片集成度越来越大。芯片上集成的晶体管尺寸趋向于原子大小的尺度。在讲座上，方卯发介绍，原子尺度的微观客体行为遵循量子力学规律，产生量子力学效应，导致经典计算机原理失效。“芯片上的晶体管数目不能无限增加；经典计算机的运算速度有限，不能处理海量数据正是研究量子计算机的重要原因。”

什么是量子计算机？“遵循量子力学规律进行高速数学与逻辑运算、存储和处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。”

“现实生活中，扇了双胞胎哥哥一巴掌，天涯海角的弟弟瞬间就会感到疼。有共同来源的两个粒子不管相隔多么遥远，一个粒子的变化立即就影响到另外一个粒子。这就是量子纠缠。”方卯发说，量子纠缠是两个或多个量子系统之间存在非定域的量子强关联，量子计算机本质上是利用了量子纠缠的性质。

此外，方卯发还对量子逻辑门、量子软件以及量子计算机研究进展进行了详尽的科普。并在讲座上展望了量子计算机的应用前景。他介绍称，在提供更为精准的天气预报、开发更高效的药物、解决交通拥堵问题、加强军事和国防、提高太空探索的能力、建立量子互联网、推动量子人工智能发展、建立信息全息模拟等方面，依靠量子计算机强大的计算能力，可以一次分析所有数据，更好地得出数以万亿计的组合模式。