在科技飞速发展的今天，我们见证了无数令人惊叹的创新成果。然而，当量子计算机这个神秘的黑盒子出现在我们眼前时，它还是以其颠覆性的力量，震撼了整个科技界。7年前的今天（2017年5月3日），中国科学院宣布，研究团队在实现十光子纠缠操纵的基础上，利用高品质量子点单光子源构建了 世界首台超越早期经典计算机的单光量子计算机。
量子计算机横空出世
量子计算是后摩尔时代的一种新的计算范式，它在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定量子算法在一些具有重大社会和经济价值的问题方面相比经典计算机实现指数级别的加速。因而，研制量子计算机是当前世界科技前沿的最大挑战之一。
量子计算机的一大突出特点是“快”。为什么这么快？这得从量子的特性谈起。普通的计算机就是0和1两种状态，但是量子计算机是同时处于0和1。不要小看“同时处于0和1两种状态”，因为计算能力不是相加增长，也不是相乘增长，而是指数级增长——量子计算利用量子相干叠加原理，在原理上具有超快的并行计算和模拟能力，计算能力随可操纵的粒子数呈指数增长。
项目完成人之一、中国科学技术大学教授陆朝阳解释称：“当有10个量子位的时候，我就有2的10次方这个状态同时存在，可以算得非常快。”不难看出，如果将传统计算机的速度比喻成自行车，那么量子计算机的速度就好比是飞机。
正是因为量子计算机如此重要，因而在国际量子科技竞争赛中，我国科技工作者丝毫不敢松懈。继这台可精确操纵10个光子的原型机后，2020年，中国科学技术大学团队成功构建76个光子的“九章”光量子计算原型机，首次在国际上实现光学体系的“量子计算优越性”，并克服了谷歌实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。
2021年，中国科大团队进一步成功研制113光子的可相位编程的“九章二号”和56比特的“祖冲之二号”量子计算原型机，使我国成为唯一在光学和超导两种技术路线都达到了“量子计算优越性”的国家。
2023年，我国科学家成功构建255个光子的量子计算原型机“九章三号”，处理高斯玻色取样的速度比“九章二号”提升了一百万倍，再度刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。
量子知识科普任重道远
遇事不决，量子力学？不管是量子计算，还是量子通信，高深的量子科技似乎距离普通人很远，以至于让人们产生了误解。因此量子知识科普任重而道远。事实上，量子领域的专家也一直致力于科普事业，例如中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤，他曾参加“2023科学跨年之夜”，为公众带来《量子技术离我们有多远？》的演讲；还参加北京市科协x北京卫视《大先生》，回顾自己的科研之路，展望“量变”未来。
究竟什么是量子科技呢？薛其坤表示，量子是科学家在上个世纪初为了描述微观世界的状态和微观世界的运动规律所提出来的概念，它是一份一份的。正如描述人时，我们说“一个人”“两个人”，而不能是“一个半人”或“1.3个人”一样，量子描述的是一个不可分割的最小单元。
他还对一些科学谣言进行了辟谣：现在有很多人在炒作量子产品，比如说“量子鞋垫”“量子水杯”，这些概念显然是不正确的——因为量子力学是描述原子、电子等微观粒子的科学，大家一定要注意这一点。
薛其坤表示，“少年强则国强”，我衷心地希望广大青少年热爱科学、追逐科学，将来做一个科学家，为中华民族的伟大复兴做出贡献。
培养本土量子科技人才迫在眉睫
不难看出，薛其坤对科技后备人才寄予了深厚的期望。结合我国量子信息科学人才紧缺，量子计算人才凤毛麟角的现状，薛其坤的寄语无疑具有更为深远的意义。
当前，随着量子信息科学的进步和相关技术产业的兴起，量子计算人才需求的缺口进一步扩大。有统计数据称，目前全球的量子计算人才数量以“千”为单位，国内专业量子计算人才仅千人左右——这一数据得到了中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿的确认。
郭光灿表示，在当前的国际形势下，培养本土量子科技人才至关重要。“我们有能力在本土培养出与国际水平相当的科研人才，这一点已经得到了证明。”郭光灿说。他建议未来坚持两点：一是抓住学科前沿，让学生在前沿领域开展研究；二是创造良好的学术风气。
参考资料：
“中国科大本科招生”公众号.央视《新中国的第一》丨世界首台光量子计算机诞生
“中国电子报”公众号.重磅！世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机在我国诞生
“北京科协”公众号.北京卫视《大先生》第二季追梦无阻，量变人生
“北京科协”公众号.2023科学跨年｜十一位科学家，跨年夜接力演讲，全文来了！
“中国科学报”公众号.我国量子计算人才仅千人左右！郭光灿院士发声
制作：北京市科协融媒体中心
记者：赵玲