专访中国科学院院士丁洪：量子核算的商业化或许需求10~20年，未来有望在精确猜测药物作用等新药研制范畴获得打破

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丁洪，我国科学院院士，上海交通大学李政道研讨所副所长、讲席教授，闻名凝聚态物理学家。

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他是美国物理学界第一位全职回国的正教授，回国的十几年间，丁洪和他的团队在量子资料和量子核算范畴产出了多项具有国际严重影响力的原创性效果。

2015年，丁洪研讨组在国际上初次在固体资料中发现外尔费米子，当选“物理谈论”系列期刊125周年纪念论文集（共49项，其间34项获诺贝尔奖）、我国科学院改革开放四十年40项标志性严重科技效果—“拓扑物态范畴系列研讨”、2015、2017和2018年我国科学十大开展/我国十大科技开展新闻等。

2024年11月，开展我国家科学院（TWAS）奖揭晓，丁洪被颁发当年物理、地理和空间科学奖（同享），以赞誉他对发现外尔费米子和固体中其他新式拓扑相关准粒子的开创性奉献。

3月27日至31日，2025中关村论坛年会在京举行。年会期间，丁洪院士参加了量子科技立异开展论坛。论坛空隙，丁洪接受了《每日经济新闻》（以下简称NBD）记者的采访。

本年的政府工作报告提出，培养生物制作、量子科技、具身智能、6G等未来工业。在采访中，关于量子核算的商业化进程、哪些职业将首要获益、量子核算机未来是否会替代家用电脑、量子核算和人工智能的结合会怎样改动咱们的日子等论题，丁洪院士进行了深化解读。

量子核算的商业化或许需求10年到20年时刻

NBD：您能不能浅显解释一下什么是量子核算？

丁洪院士每经记者张蕊摄

丁洪：量子核算与经典核算的首要差异在于其核算办法。经典核算选用二进制，比特的状况只能是0或1，输入和输出都是固定的。

而量子核算则根据量子比特，其状况是0和1的叠加，具有不确定性，输入输出都不固定。一个量子比特能够一起代表两种信息，两个量子比特能够代表四种信息，以此类推。

例如，50个量子比特就代表2的50次方种或许性，它在抱负状况下运算1次就相当于经典核算运算100万亿次。这种并行核算的才能使得量子核算在处理大规模数据时具有巨大的优势，其核算功率远超经典核算。

NBD：谷歌量子部分负责人表明，谷歌计划在5年内发布商业量子核算运用。对此您怎么看？您觉得量子核算5年内会完结商业化吗？

丁洪：我其实是比较达观的，可是量子核算的商业化进程不会一蹴即至，而是一个逐渐推进的进程。从一些十分小的范畴开端，逐渐拓宽其运用规模。达观地看，量子核算的商业化或许需求10~20年的时刻。

量子核算机的开展与经典核算机的开展进程相似，从1946年第一台电子核算机的诞生到20世纪80年代和90年代核算机的广泛运用，中心也阅历了40多年的开展。而量子核算机的开展难度更大，虽然科技前进的速度在加快，但量子核算的难度仍然十分大。有人乃至恶作剧说，是量子核算机先形成，仍是太阳焚烧殆尽？因而也有人对量子核算的未来持失望情绪，认为其或许无法完结，这也是有或许的。

量子核算机应该不会替代家用电脑

NBD：一旦量子核算完结商业化，您觉得哪些职业会首要获益呢？

丁洪：量子科技的运用远景宽广，其间一些职业有望首要获益。

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首要，最早获益的应该是量子精细丈量范畴。例如，量子技能在时钟精度的进步上具有重要效果，这将极大地前进定位的精确性。此外，量子技能还可用于预防性心脏病的检测等范畴。

其次是量子加密，即量子通讯，现已展现出巨大的潜力。我国潘建伟院士在这一范畴就做到了国际领先地位。现在，量子加密手机等产品现已面世，量子加密耳机等设备也已投入运用，两个人戴着耳机就能够完结加密交流。这些都触及量子加密。

跟着量子核算技能的进一步开展，假如量子纠错做得好的话，首要也或许用到暗码破译方面，用来解密暗码。别的，在一些杂乱化学反应模仿、药物挑选与发现等方面也将发挥重要效果，加快其开展。

未来，量子核算与人工智能的结合将带来颠覆性的革新，推进多个职业的快速开展。我从前说，有几个能够改动未来的终极工业，除了量子核算，别的一个便是核聚变。

NBD：您觉得量子核算机未来会替代家用电脑吗？

丁洪：我认为量子核算机并不会替代家用电脑，而是与经典核算机并行存在。

量子核算与经典核算的形式和运用场景存在明显差异。经典核算是线性的，逐渐进行核算，每一步都做得很快；而量子核算则是运用量子叠加态，并不需求每一步都做得很快，它是一切的进程一起来做，它天然对并行核算有利，能够一起处理多个核算使命。

NBD：那咱们普通人有或许会用上量子核算机吗？

丁洪：这是有或许的，由于有许多问题运用量子核算是很适宜的。比方，微观国际便是个量子的微观国际，量子核算在处理微观国际的问题时具有天然的优势，例如模仿化学反应等。经典核算机在处理这些问题时或许会遇到巨大困难，乃至无法完结。二者是不同的，经典国际和量子国际存在很大差异。

有人说，半导体是传奇的曩昔，人工智能是生机蓬勃的现在，量子核算是不可防止的未来。所以它是一个未来，我信任它总会到来的，也期望它赶快到来。

近期我国科学技能大学有关团队成功构建105比特超导量子核算原型机“祖冲之三号”，再次打破超导系统量子核算优胜性国际纪录图片来历：新华社

量子核算会对人工智能的开展发生明显进步

NBD：您刚刚也说到人工智能，您觉得量子核算和人工智能的结合会怎样改动咱们的日子？

丁洪：量子核算与人工智能的结合将在多个方面推进社会的前进。

量子核算必定会对人工智能的开展发生明显的进步效果。由于人工智能面临的是巨量的数据，它需求很快的算力、很优胜的算法，所以量子核算在某些方面必定会明显进步人工智能的算力，加快其演算进程。

一起，人工智能也可认为量子核算供给支撑，例如协助寻觅合适量子核算机的资料和途径。假如将人脑、人工智能脑和量子脑这不同的三者相结合，或许会对人类文明的开展发生巨大的推进效果。

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NBD：量子核算的算力真的会呈现上亿倍的添加吗？

丁洪：量子核算的算力的确具有指数级添加的潜力。量子核算运用量子叠加态，能够完结并行核算。

例如，50个量子比特能够完结2的50次核算。每添加一个量子比特，算力就会翻倍。这种指数级添加的速度十分惊人，所以一旦量子核算机的算力超越经典核算机，其在速度方面的优势将无法比拟。

但是，量子核算也面临着巨大的应战，其间最大的问题是量子比特的安稳性。量子比特十分软弱，简略遭到外界搅扰，导致核算错误。

现在，咱们没有找到彻底防止量子比特犯错的办法，但相关研讨正在不断推进。当然，我现在从事的拓扑量子核算假如能完结，那就能从原理上防止犯错，大幅下降犯错率。假如能够完结量子核算的安稳运转，这对人类社会的奉献将是巨大的。

量子核算有望在精确猜测药物效果方面获得打破

NBD：假如量子核算的算力真能完结上亿倍添加，您最期望它能处理咱们人类面临的什么难题？

丁洪：量子核算在处理杂乱核算问题方面具有巨大的潜力。例如，在新药研制范畴，现在的核算办法难以精确猜测药物的效果，但量子核算有望在这方面获得打破。

别的，在天气预报方面，量子核算与人工智能的结合将极大地前进天气预报的精确性，能更好地模仿和猜测自然现象，然后为人类社会供给更精确的预警和决议计划支撑。

量子核算算力的大幅进步，关于人工智能的推进效果是巨大的，凭借这种强壮的算力，AI的才智有或许超越人类，由此能够帮人做许多工作，并推进科学研讨的深化开展。

比方它能够帮人做科研、科学发现，乃至做物理学家、数学家和化学家等等，能够进行更杂乱的核算和研讨，一旦会做，会比人做得更好。一旦量子核算与人工智能的结合获得成功，整个地球文明将迈向一个全新的高度。这儿我说的是地球文明，不是说人类文明，由于超级AI降临后，非人类的文明也能够呈现。

NBD：现在量子核算有不同的技能途径，包含超导量子电路以及您方才说到的拓扑量子核算等等，不同的技能途径是并行的吗？

丁洪：对，现在量子核算存在多种技能途径。从简略的分类来看，一种是拓扑维护的量子核算，另一种对错拓扑维护的量子核算，后者需求经过纠错来确保核算的精确性。非拓扑维护的量子核算技能途径很多，比方超导量子核算、中性原子量子核算、离子阱量子核算、光量子核算等等。这些技能途径都面临着量子比特犯错的问题，其间超导和中性原子核算的开展比较快。

相比之下，拓扑维护的量子核算被认为是一种理论上不易犯错的技能途径，但现在没有完结彻底的拓扑量子核算。

拓扑量子核算最近呈现新的开展。美国微软公司2月19日宣告推出全球首款根据拓扑量子比特的量子处理器“马约拉纳1号”，宣称“标志着向有用量子核算迈出了革新性的一步”。但业界对此仍存在较大争议。

这款量子处理器在工艺上面的推进效果十分大，投入也十分大，由于该团队现已花了将近20年来做这个工作，一旦完结打破，就有或许成为有用量子核算机的晶体管，所以仍是未来可期。

每日经济新闻

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