[文汇报]第一台量子计算机 可能在这里诞生

    “你若要关注未来，就必须关注中国。”这是著名的英国科普杂志《新科学家》新近推出的一组反映中国创新科技现状专稿中的一句话。这句导语性的话反映了一个现实：中国越来越成为世界关注的目标。《新科学家》或者说西方国家的科技记者是怎样看当今中国的发展的？他们眼中的“正在形成中的超级大国的瞬间影像”究竟如何？不少中国人会对此感兴趣。这也促发了我们编辑这期版面。

    国外记者的中国观察无疑为我们增加了一个思考和审视自己的角度。但无论是褒也好贬也罢，我们还是应有自己的判断和定力。


 

    中国在逐渐崛起，西方国家越来越多的人在密切关注中国，仔细分析中国。英国学者在对英国的国际合著论文状况进行定量分析后得出结论说，尽管英中科技合作已经很活跃了，但是仍有进一步加强、改善的余地。从《新科学家》这组文章选定的采访对象和主打文章的基本观点来看，他们对中国的优势和潜在问题还是有较准确的认识的。对中国，他们确实看懂了相当一部分。

    他们也有看不懂的地方。他们觉得，不管谁强大起来了，就一定会欺负人，所以认定中国有“成为超级大国的雄心壮志”。事实呢？中国热爱和平可不是挂在口头上的。拿古代说，我们即使在强大的唐朝，都派文成公主去西藏嫁给松赞干布。此举其实仍旧属于“和亲”，也就是说，我们的和亲政策不是示弱，是真的重视 “和”。拿当代说，我们在上世纪60年代成功试爆原子弹的第一天起，就庄严承诺决不首先使用核武器，决不对无核国家使用核武器。美国做过这样的承诺吗？中国文化的核心就是广义的“和”。所有那些西方分析家还没有充分认清这一点。

    他们看不懂的另一点，就是中国人的思维中能够容纳相互矛盾的事物。像“一国两制”这样的设计，决不可能出现在西方国家。因此，他们往往觉得，进一步改革开放，共产党的领导基础就难免动摇，那么，执政者就会收紧。于是问道，“中国共产党最终会成为改革的动力机还是变革的障碍？”他们不懂，走有中国特色社会主义道路不是空洞的口号，而是类似于“一国两制”的又一种看似矛盾的新型制度设计。

    他们看不懂的第三点，是中国人面对逆境的惊人的耐受力。鲁迅病重期间，史沫特莱请了一位美国医生给鲁迅看病。后来，医生对史沫特莱说，鲁迅的肺病很重，要换成欧洲人，五年前就死了。鲁迅并不是一个特例。即使我们在前路上还难免有挫折和失误，但我们能够挺过逆境，调整过来，而类似的严重问题如果发生在另一个国家，很可能就要天下大乱了。

(作者系中国科学技术信息研究所研究员)
 

    21世纪将是中国的世纪。当人们这样对我们说的时候，通常是把它作为一种警告：如果经济发达国家不能对中国“威胁”作出应对，那么将沦为二等国家，在中华人民共和国的觉醒中跟在它后面亦步亦趋。

    这种模糊不清的观点对我们毫无助益。中国是一个自尊自豪的国家，有过动荡的历史，并不讳言具有成为超级大国的雄心壮志。它当然是资源的强劲竞争者——中国对石油的渴求及其对燃料价格产生的影响已在美国引起恐慌。然而这个辽阔而多样的国家已经远不只是一个对手了。如果没有中国制造的廉价商品以及大量的海外投资和有技能的劳动力，世界经济将陷于严重的困难。

    在这个全球化的时代，中国也是一个伙伴——这是为什么我们应当一起关注面前的挑战的原因。中国面临巨大的社会、政治和环境问题，而任何中国的问题，照理也会成为其他每一个国家的问题。今天西方富国抱怨中国产的宠物食品有毒，玩具有铅污染。明天，又可能是中国对能源的爆炸性需求引发了气象灾害。

    中国的领导者们并不平庸。中央政府的大多数高级成员都受过高等学校的科学、工程技术教育。他们知道国家目前的发展，不论在经济方面还是在环境方面，都还不是可持续的。中国若要继续使其发展卓有成效，它必须使自己从按西方国家图纸制造的廉价商品的出口国，转变成为一个“创新型国家”——能由本国的智能来支持其经济增长的国家。因此，他们正倾注大量投资于科学，特别是热点科学领域的应用终端，如纳米技术和可再生能源。过去5年中，中国在科技研发方面的花费已增长1倍以上，官方计划还要求进一步提高：从2005年的占GDP1.34%提高到2020年的2.5%。

    如果该计划得以实现，解决全球性问题所需的某些创新技术可能会来自中国。在国外受过训练的顶尖级研究人员和企业家已在回归祖国，其人数之多前所未有。他们主要为了一件事情：要使中国能与美国和其他领先国家并肩而立，成为平等的伙伴。

    中国真的能把自己彻底改造成为一个绿色技术的超级强国吗？在城市的中产阶级享受快速经济增长之果的时候，农村的穷人会不会被遗弃一旁？经济发展会不会踏步不前甚至趋于崩溃？中国共产党最终会成为改革的动力机还是变革的障碍？

    如果和居留在中国的西方人谈谈，经常会听到这样的论调：“我在那儿住得越久，越觉得我还并不懂得中国。”因此，我们并不试图提供一幅关于中国情况无所不包的全景图，而是派出我们的记者，到中国各地去完成一项单纯的任务：描绘富有魅力的人物和令人深感兴趣的计划，以便给出一个关于这个正在形成中的超级强国的瞬间影像。

    你若要关注未来，就必须关注中国。你若要知道未来如何在形成，确实应去中国看看。我们可以做你的向导。


 


    这里是一场新的计算机革命可能开始的地方。5年前，潘建伟做过一个关于世界第一台量子计算机的梦。如今，在合肥的中国科技大学实验室里，潘正在努力地把这个梦想变成现实。当我去那里访问的时候，年轻的教授们正在交头接耳，嘁嘁喳喳地议论他们最近的试验；隔壁房间里，学生们正在光学试验台周围忙碌着，校正激光、棱镜和探测器。如果一切按计划实现，第一台量子计算机将在这里制成。

    合肥似乎不大可能是这样一种革命性装置的诞生地。它一直以出产传统的豆腐和麻饼而著名。潘及其同事们改变了这一切，并使中国科大以至整个国家在量子计算机的世界地图上稳稳地占有了一席之地。

    如果量子计算机能被研制成功，它将使今天运算最快的超级计算机黯然失色。为此，世界上已有太多的研究小组在竞相研制。但潘的方法与众不同。尤可称道的是它把量子记忆同一种称为集群态的设计结构结合了起来。奥地利维也纳大学物理学家卡斯拉夫·勃鲁克纳说，潘的研究组是“开发量子计算机技术的世界领先研究小组之一。”

    量子计算的概念，早在20世纪80年代已有人提出。它设想对量子力学的奇妙特性加以掌握，以完成如搜索海量的数据贮存，或对庞大的数字进行分解（这是今天安全密码的基础）等经典计算机不能在适当的时间内完成的工作。量子计算机的功能是由于这样一个事实，即一个量子能在一个时间内以不止一种状态存在。因此与具有数值为1的普通计算机的数据比特不同，一个量子比特能同时具有数值0、1或两者的任何叠加。这样，若用量子比特进行计算，你可以得到同一种商品价格的大量计算结果。

    更加有趣的是还有一种量子现象叫作缠结，它能把几个量子比特的特性连结起来。理论上，只要几百个缠结的量子比特，就足以代表比宇宙中的原子还要多的数字。一台利用缠结量子比特的量子计算机能根据在同一时间内输入的庞大数字完成不同组合的运算。但这还只是理论。迄今量子计算机的实际运算能力并不比已用了10年的计算机强多少。

    1994年，潘作为新毕业的研究生，师从奥地利英斯布鲁克大学的安东·齐林格教授学习量子计算机的应用。那时中国尚无量子信息研究开展。当齐林格问及他将来的打算时，潘说“我要在中国建立一个和你这儿一样的实验室。”

    不久，他开始与祖国的研究人员包括中国科大的学生建立经常联系。2001年，他获得了中国科学院25万美元的一笔拨款，用于开展量子信息研究。

    与此同时，世界上有十多个研究小组在用光子、捕获的离子、超导体或量子点作为量子比特，探索实现量子计算的不同方法。潘的经验使他相信用光子较有前途。

    每一种方法都有其优点，但它们都碰到一个问题：用于量子计算的缠结态十分脆弱。操纵量子比特的最大困难是如何使缠结保持完好无损并能在运算过程中形成所需要的新的缠结。

    集群态方法就是解决这个问题的一个尝试。这可以避免运算过程中损坏缠结的风险，但目前还存在不少缺点，潘的团队现正在设法克服，并已取得了一些进展。他们的目标是要建立100个以上量子比特的缠结，以便足以开始实际的量子运算。

    不要期望这在明天就会发生。潘警告说，可能得花上10年以上的时间才能取得有用的成果。但一、二十年后你打开的漂亮的新计算机将不再和你以前有过的任何别的计算机一样。只有一个小东西相同：箱子上“中国制造”的标签。