郭光灿|对话郭光灿院士：量子科技研究一定要有实际应用价值 |量子科技|院士|

量子科技，一个看起来高深莫测的科技词汇，因为中央政治局的一次集体学习迅速成为热词，围绕什么是量子科技、我国在该领域的研究成果、量子科技如何影响现有产业等问题的讨论也持续火热。
10月22日， ***贝壳财经采访人员就量子科技的相关问题专访了量子信息专家——中科院院士、中国科学技术大学郭光灿教授。郭院士在量子光学、量子密码、量子计算、量子信息等众多研究方向取得一系列优秀成果，是量子科技的先行者和开拓者。

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量子信息专家，中科院院士、中国科学技术大学郭光灿教授。受访者供图
***：在你看来，目前量子领域研究最难攻关的地方在基础理论研究还是实际应用？能否举例说明？
郭光灿：实际应用方面，以量子计算机为例，根据量子计算机的原理，它是绝对能够超过电子计算机的。因为电子计算机处理数据的方式是串行运算，即存储器只能存一个数，我操作一次就变成另一个数，所以操作是一步一步的。量子计算机从原理上是并行处理，我操作一次可以把2的N次方数据变成另外2的N次方数据，所以我操作一次，相当于电子计算机操作2的N次方串行的次数，这就是量子计算机能够超过电子计算机最重要的物理原因，这个物理原理科学家早就认识到了。现在我们要做的是怎么在物理上实现这种并行处理的器件，这种器件的能力与它单个芯片里面有多少个量子比特有关，量子比特就是那个“N” 。当N达到一定程度，它一定可以超越所有电子计算机的能力。
虽然理论上已经证明过了，但实现起来还是很难。比如量子芯片并行处理能力的优点在于采用量子相干性，但量子相干性非常脆弱，很容易受到环境的破坏。能够保持量子相干性的时间叫相干时间，这个相干时间很短，这就是现在阻碍量子计算机制造成功的一个障碍。设法把相干时间拉长的技术就叫做容错纠错技术，使用这种技术可以让处理问题的时间更长，但要做到容错纠错，在技术上很难，他要求每一次操作的精度到达99.99% ，这个非常难做到，实际器件里达不到，纠错容错达不到。
现在能做到的是把单个处理器里的“N”尽量增加，现在国外使用超导技术（但不使用纠错容错技术）做到了53个，已经演示了用200秒的时间算一个特定问题，该问题如果使用经典超算计算机要用一万年，此时量子计算机超过了电子计算机，国外就说他们已经达成了“量子霸权” 。但需要注意的是，它只是针对一个特定问题的超过，这个问题并没有实际作用，所以现在量子计算机的演示还是在初级阶段。如果我们找到一个有实际应用价值的问题，量子计算机能够演示远远超过经典超级计算机的速度，那才算真正实现了“量子霸权” 。