第一应用,中国量子计算研发进入世界第一阵营，应用如何了？专访郭光灿

第一应用,中国量子计算研发进入世界第一阵营，应用如何了？专访郭光灿

2021年10月30日，郭光灿院士（左三）及其团队在做离子阱实验，钱建豪摄）

当前量子信息开始从实验阶段走向市场阶段，开辟另一种模式，另一种生态竞争

如果国外的生态总是比我们好，那么我们在应用领域的差距就会拉大，这可能会影响到未来量子计算产业的发展

原标题丨中国科学院院士郭光灿：量子计算需要良好的应用机制

文丨《瞭望台》新闻周刊记者徐海涛周畅陈诺

1980年代，郭光灿率先将量子光学理论体系引入中国，并亲自推动相关研究和教育。之后，他首先将目光投向了中国的量子信息领域，并承担了国家“973计划”项目，为中国的量子信息研究与国际同行做出了贡献。

现在，郭光灿的研究重点是量子计算机的市场化。中国科学院院士、中国科学技术大学教授告诉《瞭望台》新闻周刊，只有量子计算机在应用中发现问题，创造应用场景，反馈给研发方，行业才能迭代发展及时。量子计算的发展需要良好的应用机制。.

带回 20 年的量子光学

展望：您是中国最早关注量子研究的研究者之一。为什么关注这个领域？

郭光灿：1978年召开了全国科学大会。我们迎来了科学的春天。

在这次大会上，我研究的《氮分子激光器的发展与应用》很荣幸获奖，但我知道氮分子激光器在国外已经研究很久了，我只是弥补了国内的空白。我想研究一个新领域。通过对当时前沿学科的广泛回顾，我在大学期间所学的量子力学进入了我的视野。我觉得如果我们用量子力学的理论来研究光学，也就是所谓的量子光学，应该是一种新的方式。之后，我开始朝着量子光学的方向瞄准和攻击。

这是我一生中最重要的选择。我认为量子光学一定有一个无限广阔的世界。我开始学习量子光学，但当时国内相关资料很少，能获得的资料非常有限。那时，有机会出国进行学术交流。作为访问学者，我去了加拿大多伦多大学，让我大开眼界。我意识到国外对量子光学的研究是从1960年代开始的，而我是在1980年代开始研究的。也就是说第一应用，国内的相关研究已经落后了整整20年。

《瞭望台》：从落后20年开始，我们的量子光学如何赶超？

郭光灿：在多伦多大学的两年，有很多东西要学，因为追赶毕竟还有20年的漫漫征途。我几乎每天都去图书馆，积累了很多关于量子光学的资料。回国后，我存了一整箱影印本。

1983年8月，我参加了在美国罗切斯特大学举行的第五届量子光学国际会议。有8名中国学者和学生参加了会议。当时，大家决心回国后共同推动中国量子光学的发展。. 之后，我成为了第一个回国的人，我要兑现承诺，在中国播下量子光学的“种子”。

1984年，我在安徽滁州召开了一次量子光学会议，后来被称为“琅琊会议”。本次会议扩大了量子光学的影响，并确认未来每两年召开一次。量子光学正逐渐被更多人了解，并在慢慢发展。

今年，我正式开始教学，成为国内第一个为研究生开设完整量子光学课程的人。当时中国还没有量子光学教材，所以我自己编写了教材，成为了国内第一个编写量子光学教材的人。这些作品对普及量子光学和启迪入门起到了一定的作用。

为国家的未来开启量子信息研究

《瞭望台》：您是在什么机会下从量子光学转向研究量子信息的？

郭光灿：到1990年代，我在加拿大访问时，中国量子光学团队掌握的基础理论已经赶上了国际水平。但是，作为一个比较成熟的基础学科，我们很难产生大的影响。工作。1990年，我读到国外文献中关于量子信息的研究文章，眼睛一亮，心想这就是我要寻找的增长点。

首先，成熟的量子光学理论可以应用于新兴的量子信息领域。其次，当时涉足量子信息领域的外国人相对较少，处于起步阶段。这个时候，中国的量子信息发展起来第一应用,中国量子计算研发进入世界第一阵营，应用如何了？专访郭光灿，就有可能迎头赶上。在量子光学领域，我们需要用几十年的时间慢慢追赶国外，但在量子信息领域，我们距离国外只有几年的时间，弯道超车完全有可能。

从那以后，我的心态也发生了变化，因为量子光学是个人兴趣，量子信息对国家的未来意义重大。我开始坐在“冷板凳”上进行研究，直到2001年被聘为国家“973工程”项目“量子通信与量子信息技术”首席科学家。

之后，我成立了一个50多人的研究团队，把所有在中国做相关研究的人都带了进来。用了5年才取得丰硕的成果，更重要的是在我国培养了一支量子信息团队。

我院项目组先后培养出5名院士、9名“973工程”首席科学家，为奠定我国量子信息领域基础、壮大人才队伍、为我国量子进入作出了重要贡献。信息进入世界第一梯队。

《看》：现在，你的研究方向是什么？

郭光灿：现在，量子信息已经开始从实验阶段走向市场阶段，开启了另一种模式，又一次生态的竞争。目前最重要的是量子计算机的发展。量子计算机在这个阶段可以提速，但要与经典计算机结合起来还需要很长时间。

可以预见，量子计算机不会完全取代电子计算机。未来，在生物医学、金融、城市大脑等领域，可以使用量子计算机进行处理，这也有利于国家的数字安全。

量子计算的发展需要良好的市场生态支撑

展望：我们目前面临的国际竞争形势如何？

郭光灿：目前，IBM和谷歌已经制定了量子计算通用计算机发展的“路线图”。同时，国外市场生态相对较好。例如，IBM 牵头组织了 140 多家公司，形成了产业联盟。它开发的量子计算机将被这些公司应用。只有发现应用中的问题，创建应用场景，及时反馈给研发方，行业才能迭代发展。

我国量子计算研发处于世界第一阵营第一应用第一应用,中国量子计算研发进入世界第一阵营，应用如何了？专访郭光灿，但在应用环节，尚未形成良好的机制。主要原因是前期投入大，可能高达数千万甚至上亿元，而且我国没有类似的产业联盟分摊成本，影响了应用量子计算机。只有在产品使用之后，才会发现问题，从而不断改进和优化，产品才会越来越成熟，发展也会越来越快。如果国外的生态总是比我们好，那么我们在应用领域的差距就会拉大，这可能会影响到未来量子计算产业的发展。

《看》：面对这样的竞争，你有什么建议？

郭光灿：要加快从研发到使用，再到反馈和优化研发的市场氛围营造。

一是建议政府和研发企业联合补贴，培训采购商操作，推动量子技术产品优化，为量子计算机发展营造良好生态环境。

二是形成同类企业的产业联盟，在行业内建立量子计算机应用中心。现阶段，真的没必要每个公司都在量子计算机上花大价钱。它们可以部署在某个行业的集中区域，形成一个应用中心，多个企业可以利用它来集中应用，分摊成本。

三是提前布局基础设备、材料等领域，提前研究应用过程中可能遇到的基础问题。尤其是在市场化的过程中，更需要在所需的基础设备和材料上早早下手。

四是加快人才培养、人才培养和教育普及。目前，我们在安徽省合肥高新技术产业开发区开设了免费的量子计算机培训班，让更多人了解量子计算机的基础知识和使用方法。但是，仍然有少数人会做量子计算机。建议在高校安排量子科学与技术本科专业，有针对性地培养应用环节人才。