潘建偉：量子計算是和平時代的核武器 美國輸不起

本站科技訊 5月9日消息，在今日的C3安全峰會上，中科院院士潘建偉表示，量子計算是和平時代的核武器；潘建偉認爲，鑑於中國重視得比較早，所以中國在量子計算的某些方面有優勢，但美國在這個領域輸不起，已經準備啓動專項來開展相關技術。

潘建偉表示，科學革命通常會帶來產業革命，“人類歷史上有兩次科學革命，第一次科學革命是牛頓力學帶來的，隨着對牛頓力學的應用，第一次產業變革就發生了，就是以蒸汽機爲代表。在這個過程當中英國在18世紀末崛起爲世界的頭號強國；與此同時，隨着電力技術帶來了第二次產業變革電氣技術，德國19世紀和美國20世紀成爲頭號強國。而相對論和量子力學帶來的第二次科學革命是上世紀初誕生的，馬上催生了第三次產業變革，是以信息技術爲代表，在這個過程中日本抓住了機會，晉升爲了工業強國。”

他認爲，現代信息技術發展是建立在量子技術之上的,在覈武器研製過程中催生了現代的通用計算機，對高能物理產業量子研究又催生了互聯網；不過，經過了這麼多年發展的信息技術碰到了一些嚴峻的挑戰，首先就是信息安全瓶頸。

潘建偉表示，隨着計算能力的發展，安全問題越來越嚴重，所有依賴於計算複雜度的經典加密算法原則上都會被破解，所以在1841年就有人提出，以人類的才智無法構造出人類自身無法破解的密碼。

第二個瓶頸，在潘建偉看來是在於更加強大的計算能力；他表示，目前全世界計算能力綜合無法在一年內完成對2的80次方個數據的窮舉搜索，傳統計算能力的發展模式已經受到嚴重的制約。

潘建偉稱，量子力學已經爲解決這兩個問題做好了準備，“量子是非常小的顆粒，是構成物質最基本的單位，也是能量最基本的攜帶者，具有一種不可分割性。除此之外還有另外一個非常有意思的特性，就叫做疊加，我們每天信息處理的基本單位就是0或者是1，如果用貓來代表，生和死就代表0和1，在量子世界裡，這個貓不僅可以處0或者1的狀態，甚至還可以處於生和死兩個狀態疊加里，是可以同時存在的。”

潘建偉繼續介紹，“量子疊加有一個非常奇怪的特徵，測量一下就會發現狀態發生改變，測量它就會對它有一個影響，有一個量子不可克隆定理，量子沒辦法精確複製，因爲沒辦法通過測量把它複製出來，這構成量子加密技術安全性的一個前提。”

在計算能力方面，據潘建偉表示，量子計算的能力是隨着比特數呈現指數增長，萬億次經典計算機分解300位的大數需150000年，利用萬億次量子計算機只需要1秒；求解一個億億變量的方程組，利用億億次的經典超級計算及需要100年，利用萬億次量子計算機只需要0.01秒。

所以，他把量級計算比喻成和平時代的核武器，不僅是中國，英國、歐洲、美國都在這方面進行投入；儘管中國在量子技術若干方向上有一定的優勢，但是美國無法承受在量子技術革命競爭中失敗的代價，他們也正在準備啓動類似於中國和歐盟一樣的量子技術國家專項來開展量子保密通信和電子計算等相關技術。

潘建偉認爲，隨着量子計算的發展，通用量子計算可以需要十年甚至二十年等很長時間，但是如果優化網絡、加速學習可能在不久將來就會變成相應的現實；潘建偉希望，希望通過10-15年努力，能夠達到數百個量子比特的相干操縱。