中国科学院院士潘建伟：冷静对待量子计算炒作

近日，《自然》杂志每周观点专栏“世界观”（World View）刊登了中国科学院院士潘建伟题为“量子技术需要大量投资才能兑现其承诺”的文章。文章指出，保持持续的投资才能交付处理比经典设备更快、更多和更安全的信息的量子设备。

潘建伟指出，一个世纪里，量子力学取得了许多进展，量子计算机已达到能够证明量子计算优越性的里程碑：能够解决超算无法解决的问题。例如，量子密码学作为一种安全通信方法，支持使用只有相关方知道的密钥，意味着即使拥有无限的计算能力也无法破解。又如，量子传感器能够以前所未有的精度测量时间和重力，其中用于探测地震和导航的重力仪已经支持商用。

然而，除了这些加密设备和量子传感器之外，很少有量子技术能够实现实际应用。在未来几年中，量子模拟可能会推进诸如量子化学和高温超导等领域的研究。当前该领域正在取得进步，但要想开发出能够普适化应用的抗噪声量子计算机，还需要再花上10到15年的时间。该领域仍然面临着保护脆弱的量子比特（qubit）状态免受错误和环境干扰的影响等挑战。

为推动这一领域发展，潘建伟提出三点建议：

第一，冷静对待量子计算炒作。潘建伟指出，作为一名拥有超过30年经验的量子物理学家，他看到过度宣传的承诺吸引了大量的资本和关注，但却可能导致不切实际的期望。一些公司声称他们可以提供量子计算服务，但却只能演示小型量子算法。夸大其词的声明会误导公众和投资者，并破坏社会对量子信息技术的信心。就像在今年一月份，量子计算股票集体暴跌，引发了人们对量子计算可能会像泡沫一样破裂的担忧。

为了防止股市波动，学术界和工业社区以及媒体必须准确地向公众传达量子技术的发展状态，以培养公众对量子技术符合现实的期望。

第二，长期、稳定的政府投资对于量子信息科技的持续发展至关重要。与互联网或移动电话等成熟技术不同，量子信息研究目前还不能完全依赖由市场驱动的资金。美国、欧洲和中国的政府在过去几年中均增加了对量子信息研发的投资。例如，美国政府从2019年至2023年间投入了37.5亿美元——超过《国家量子倡议法案》授权的五年预算13亿美元的三倍。下一个预算正处于重新授权的过程中，计划在五年内拨款27亿美元。最终的投资可能更高。

此类政府投资很重要，因为它们能够提高私营公司在量子技术方面的信心，鼓励他们也进行投资。这有助于加快量子技术的商业化和商业模式的培育。谷歌、IBM、微软和NVIDIA等科技巨头已经在量子计算方面进行了巨额投资。在美国，这类企业提供了约38亿美元的资金支持。

第三，研究人员之间的国际合作和交流至关重要。量子力学的发展依靠学术讨论。例如，在上世纪20年代，位于印度的物理学家萨蒂延德拉·纳特·玻色（Satyendra Nath Bose）和居于瑞士的物理学家的阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）通过信函共同预测了玻色-爱因斯坦凝聚态的存在——这是一种冷物质状态，被用来制造量子设备。

同样，量子通讯理论框架最初是由美国和加拿大的学者共同提出的，而早期原理证明实验则是在欧洲完成的。最终，一个全球规模的量子通信网络由中国科学家通过与其他来自奥地利、南非、加拿大等地的科学家合作展示出来。

但如今，一些政府开始警惕国际协作、学术研究日益政治化。国际交流合作正比五年前更加困难。在中国和西方国家的科学家之间开展的合作经常受到（西方国家）政府出于国家安全理由的阻挠。此时正在发生的第二次量子革命将带来社会的进步。长期发展需要积极、理性和合作的环境。