单比特、两比特、三比特、六比特……比特数增长的每一步 ， 对中国科学技术大学教授、国家重大研究计划“半导体量子芯片”首席科学家郭国平与团队来说 ， 都是量子计算研究领域的一大步 。 他们多年追逐量子中国梦 ， 实现零的突破 ， 跟上国际先进科研机构的节奏 。
郭国平说 ， 研究量子计算就像“用一个一个原子垒起一座金字塔”一样难 ， 但为了中国早日有“量子算力” ， 他愿为此奋斗终生 。
一位“科技青年”的报国理想
在蒸汽机时代 ， 马力就是国力；在信息时代 ， 算力就是国力 。
中国 ， 一定要有自己的“量子算力”！15年前 ， 一位在国内接触量子算力的大学生开始萌发心中的理想 。
1977年出生的郭国平是江西南昌人 ， 1996年考入中科大 。 在这里 ， 他接触到著名量子信息学家郭光灿的研究团队 ， 开始学习量子光学 ， 从事量子通信及量子信息器件研究 。
2005年 ， 郭国平因为量子通信科研成果获得中科院院长特别奖 ， 同年获得中科大博士学位并留校 。 但是 ， 他做出了一个“很傻”的决定 ， 放弃已经做得风生水起的量子通信研究 ， 改做量子计算 。
20世纪80年代 ， 诺贝尔奖获得者理查德·费曼等人提出构想 ， 基于两个奇特的量子特性——量子叠加和量子纠缠构建“量子计算” 。 相较于电子计算机 ， 量子计算机理论上的运算能力将有几何级数的增长 ， 被认为是下一代信息革命的关键动力 。
“那时候我被认为是’愣头青’ 。 量子计算当时在国内的基础近乎空白 ， 与先发国家差距巨大 ， 研究很花钱 ， 又难出论文 。 ”郭国平说 ， 他愿做“愣头青” ， 因为“这个东西对国家太重要了” 。
从芯片设计到纳米加工、检测、软件编程 ， 量子计算机涉及物理、机械、软件等多个学科 。 在导师支持下 ， 郭国平建立了半导体量子芯片研究组 ， 竞争国际量子计算的制高点 。
经过艰苦努力 ， 研究组在国内首次实验实现了量子霍尔效应 ， 并先后实现了基于半导体的单比特、两比特、三比特量子计算 。
为国之算力聚集量子团队
近年来 ， 量子计算研究进展迅速 ， 但产业发展刚起步 。 “由于缺乏对口的企业 ， 我们早期毕业的博士生可谓‘毕业就失业’ 。 ”郭国平的第一个博士生张辉说 ， 他毕业后在上海从事金融相关的工作 。
人才的流失、产业的缺位 ， 让郭国平坐不住了 。
2017年 ， 40岁的郭国平驶上了又一段人生新航道 ， 在实验室里二次创业办起公司——合肥本源量子计算科技有限责任公司 。 “本源量子”寓意“量子技术追溯科技本源” 。
“本源创立之初就是肩负国家使命和个人的情怀理想 。 我们希望在量子计算上 ， 能够为国家抢到足够多的核心专利 ， 让中国能够在全球量子计算科研领域占有一席之地 ， 能够紧跟国际领先的科技步伐 。 ”郭国平说 。
公司初创期间 ， 资金匮乏时 ， 郭国平卖掉自己的一套房子保住公司；公司走上正轨后 ， 郭国平名下股份估值近亿元人民币 ， 他将这些股份无偿分给研发团队的年轻人 。
如同一颗磁石 ， 本源吸引来了投资 ， 更吸引了一批与张辉一样的量子专业毕业生回归 。 团队从2017年的10余人 ， 到如今的上百人 ， 研发人员占比超过75% ， 研究生学历人才超40% 。
“人才是本源量子最大的优势 ， 也是量子计算领域最重要的资源 。 量子力学有两个概念叫‘纠缠’和‘相干’ ， 我跟学生说 ， 你们现在散落在全球各个地方 ， 有一天我们会‘再纠缠 ， 永相干’ ， 希望你们都能‘若有战 ， 召必回’ 。 ”郭国平说 。
去年9月 ， 在郭国平带领下 ， 团队自主研发六比特超导量子计算云平台正式上线 ， 全球用户可以在线体验来自中国的量子计算服务 。
永不言弃
切割硅基板、在长宽不到一厘米的芯片板上焊线、芯片样品检测分析……出自郭国平团队之手的第一代超导量子芯片被命名为“夸父” 。 逐梦的故事每天都在上演 。
这几年 ， 哪怕是节假日 ， 郭国平不是在实验室 ， 就是在去往实验室的路上 。 在他看来 ， 如今每一分每一秒都弥足珍贵 。 目前 ， 世界多国在研制量子计算机 ， 这是一条无形的赛道 ， 都在朝着实现通用型量子计算机的目标努力 。
合力 ， 此时显得尤为迫切 。 郭国平告诉采访人员 ， 量子计算机的研发 ， 需要多种不同学科、不同产业方向的融合协作 ， 全社会的共同努力 。 只有越来越多不同行业的企业加入研发 ， 才能让量子计算有更多应用场景 ， 从而极大地推动量子计算机的研制效率 。 基于这一初衷 ， 本源量子构建了量子计算产业联盟 ， 与金融、生物制药、化学材料、人工智能等产业开展合作 。
“我相信 ， 量子计算最终可以服务于我们的衣、食、住、行、医 。 ”谈及未来 ， 郭国平眼里有光：量子计算能够扩展科学界对分子结构和特性进行模拟的能力 ， 有望为新一代药物和疫苗研发、新材料的设计、智能制造等模拟设计提供更强大的工具 。
目前 ， 他们已在研发下一代超导量子芯片与量子计算机控制系统 ， 预计今年推出第二代20比特的“悟源”超导量子计算机 ， 未来两年内实现50比特到100比特的量子计算机 。
“我们目前取得的成绩 ， 只是‘万里长征’走出的一小步 。 ”郭国平说 。 “但是 ， 正如蒸汽机第一次被装在马车上 ， 谁能想到它孕育着改变世界的力量 。 ”
（_原题科学家郭国平：为中国“量子算力”奋斗）
【中国|“半导体量子芯片”首席科学家郭国平：为中国量子算力奋斗】(本文来自澎湃新闻 ， 更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)
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