單比特、兩比特、三比特、六比特……比特?cái)?shù)增長(zhǎng)的每一步,對(duì)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、國(guó)家重大研究計(jì)劃“半導(dǎo)體量子芯片”首席科學(xué)家郭國(guó)平與團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),都是量子計(jì)算研究領(lǐng)域的一大步。他們多年追逐量子中國(guó)夢(mèng),實(shí)現(xiàn)零的突破,跟上國(guó)際先進(jìn)科研機(jī)構(gòu)的節(jié)奏。
郭國(guó)平說(shuō),研究量子計(jì)算就像“用一個(gè)一個(gè)原子壘起一座金字塔”一樣難,但為了中國(guó)早日有“量子算力”,他愿為此奮斗終生。
一位“科技青年”的報(bào)國(guó)理想
在蒸汽機(jī)時(shí)代,馬力就是國(guó)力;在信息時(shí)代,算力就是國(guó)力。
中國(guó),一定要有自己的“量子算力”!15年前,一位在國(guó)內(nèi)接觸“量子算力”的大學(xué)生開始萌發(fā)心中的理想。
1977年出生的郭國(guó)平是江西南昌人,1996年考入中科大。在這里,他接觸到著名量子信息學(xué)家郭光燦的研究團(tuán)隊(duì),開始學(xué)習(xí)量子光學(xué),從事量子通信及量子信息器件研究。
2005年,郭國(guó)平因?yàn)榱孔油ㄐ趴蒲谐晒@得中科院院長(zhǎng)特別獎(jiǎng),同年獲得中科大博士學(xué)位并留校。但是,他做出了一個(gè)“很傻”的決定,放棄已經(jīng)做得風(fēng)生水起的量子通信研究,改做量子計(jì)算。
20世紀(jì)80年代,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼等人提出構(gòu)想,基于兩個(gè)奇特的量子特性——量子疊加和量子糾纏構(gòu)建“量子計(jì)算”。相較于電子計(jì)算機(jī),量子計(jì)算機(jī)理論上的運(yùn)算能力將有幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng),被認(rèn)為是下一代信息革命的關(guān)鍵動(dòng)力。
“那時(shí)候我被認(rèn)為是‘愣頭青。量子計(jì)算當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)近乎空白,與先發(fā)國(guó)家差距巨大,研究很花錢,又難出論文?!惫鶉?guó)平說(shuō),他愿做“愣頭青”,因?yàn)椤斑@個(gè)東西對(duì)國(guó)家太重要了”。
從芯片設(shè)計(jì)到納米加工、檢測(cè)、軟件編程,量子計(jì)算機(jī)涉及物理、機(jī)械、軟件等多個(gè)學(xué)科。在導(dǎo)師支持下,郭國(guó)平建立了半導(dǎo)體量子芯片研究組,競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際量子計(jì)算的制高點(diǎn)。
經(jīng)過(guò)艱苦努力,研究組在國(guó)內(nèi)首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了量子霍爾效應(yīng),并先后實(shí)現(xiàn)了基于半導(dǎo)體的單比特、兩比特、三比特量子計(jì)算。
為國(guó)之算力聚集量子團(tuán)隊(duì)
近年來(lái),量子計(jì)算研究進(jìn)展迅速,但產(chǎn)業(yè)發(fā)展剛起步?!坝捎谌狈?duì)口的企業(yè),我們?cè)缙诋厴I(yè)的博士生可謂‘畢業(yè)就失業(yè)。”郭國(guó)平的第一個(gè)博士生張輝說(shuō),他畢業(yè)后在上海從事金融相關(guān)的工作。
人才的流失、產(chǎn)業(yè)的缺位,讓郭國(guó)平坐不住了。
2017年,40歲的郭國(guó)平駛上了又一段人生新航道,在實(shí)驗(yàn)室里二次創(chuàng)業(yè)辦起公司——合肥本源量子計(jì)算科技有限責(zé)任公司?!氨驹戳孔印痹⒁狻傲孔蛹夹g(shù)追溯科技本源”。
公司初創(chuàng)期間,資金匱乏時(shí),郭國(guó)平賣掉自己的一套房子保住公司;公司走上正軌后,郭國(guó)平名下股份估值近億元人民幣,他將這些股份無(wú)償分給研發(fā)團(tuán)隊(duì)的年輕人。
如同一顆磁石,“本源”吸引來(lái)了投資,更吸引了一批與張輝一樣的量子專業(yè)畢業(yè)生回歸。團(tuán)隊(duì)從2017年的10余人,到如今的上百人,研發(fā)人員占比超過(guò)75%,研究生學(xué)歷人才超40%。
“人才是本源量子最大的優(yōu)勢(shì),也是量子計(jì)算領(lǐng)域最重要的資源。量子力學(xué)有兩個(gè)概念叫‘糾纏和‘相干,我跟學(xué)生說(shuō),你們現(xiàn)在散落在全球各個(gè)地方,有一天我們會(huì)‘再糾纏,永相干,希望你們都能‘若有戰(zhàn),召必回。”郭國(guó)平說(shuō)。
去年9月,在郭國(guó)平帶領(lǐng)下,團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)六比特超導(dǎo)量子計(jì)算云平臺(tái)正式上線,全球用戶可以在線體驗(yàn)來(lái)自中國(guó)的量子計(jì)算服務(wù)。
“我相信,量子計(jì)算最終可以服務(wù)于我們的衣、食、住、行、醫(yī)。”談及未來(lái),郭國(guó)平眼里有光:量子計(jì)算能夠擴(kuò)展科學(xué)界對(duì)分子結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行模擬的能力,有望為新一代藥物和疫苗研發(fā)、新材料的設(shè)計(jì)、智能制造等模擬設(shè)計(jì)提供更強(qiáng)大的工具。(據(jù)新華社訊)