“有人宣傳說量子什麼技術馬上可以走進千家萬戶，這是不對的，量子技術距離真正的應用還早。 ”11月15日，中國科學院院士、中國科學院量子信息重點實驗室主任郭光燦在“中國高新技術論壇——顛覆性創新技術主題論壇”上就量子計算機相關主題發表的演講中提到，近幾年量子信息“炒作太過分”。
郭院士在“中國高新技術論壇”講量子計算
“量子世界確實神奇，但經過某些媒體、個別學者炒作以後，把量子信息弄得非常火，什麼靈魂、宗教這些自然界搞不清的都可以歸結於量子糾纏，這是不對的。”事後，郭光燦對小編說，“後來有記者採訪我，我當時講得不多，但我想強調的主要觀點是，量子信息是科學，不是玄學！科普不應當是科幻。”
“超光速信息傳輸”和“瞬移”，量子技術做不到
“從經典工具邁進到量子工具新時代、從經典時代邁進量子時代，這是量子信息誕生的重大意義。但是，儘管量子時代的前景非常輝煌，但是它的路很漫長。”郭光燦說，“量子技術可以給人類帶來什麼？不能做什麼？有哪些潛在的應用？哪些是非科學的玄學？必須講清楚。隨著人們研究得不斷深入，可用的量子技術會不斷開拓出來。”
其中，量子計算機是“可用的量子技術中最重要的”。但是，他在講量子計算機之前，講到了量子技術的兩點“肯定做不到”：
第一，量子世界不存在“超光速的信息傳輸”；
第二，量子信息不可能把人瞬時地從一個地方傳送到另一個地方。
人們對‘超光速的信息傳輸’的誤導，源於量子糾纏。量子糾纏非常奇異：A、B兩個糾纏粒子，對其中一個粒子的‘測量’便瞬時引起另一個粒子的狀態發生變化。這種瞬時的變化被認為是‘超光速的通信’，被認為是‘幽靈般地超距效應’。
其實，和經典世界一樣，量子世界並不存在超光速的信息傳輸。那麼‘幽靈’究竟是什麼？事實是，兩個糾纏粒子之間的瞬時變化無需（未發生）任何信息的傳遞，真實的物理原因是它們的‘量子關聯’，量子關聯是產生這個現象的本質因素。
所謂量子信息技術可以把人瞬移到另外一個地方——從深圳去紐約不用買飛機票，用量子技術‘瞬移’——這隻存在於科幻電影裡。
“可以負責任地說，量子技術肯定做不到，這不是技術達不到，而是原理不通、是原理性做不到。”郭光燦說：“把科學幻想和神話當成科學知識來傳播，是將量子力學妖魔化，這會造成很大不良影響。我在‘中國科普博覽’網站上發表了《量子十問》，解答了包括這兩個謬誤在內的一系列疑問。”
量子計算機最大的不同：並行運算能力
談到量子計算機，郭光燦院士首先提到了“摩爾定律的終結”。
“一旦摩爾定律終結了，什麼技術能繼續提高計算機的運算速度？量子計算技術。量子計算機與經典計算機的最大不同，是來自於量子世界特性的並行運算能力。量子計算機就是靠並行運算能力來加速運算速度的。”
一位名叫Peter·Shor的美國數學家提出了一種可以求解大數質因子分解的算法——被稱為“Shor算法”，這種方法可以破解當前已被廣泛使用的公開密鑰加密方法（RSA加密）。但是這種算法要想分解一個位數較多的大數也是非常困難的。
郭光燦舉例說，比如要分解一個129位大數的質因數，有科學家曾用1600臺計算機花了8個月的時間才分解成功——這也正是這一加密方法被廣泛應用的原因。但是一旦量子計算機研製成功，幾秒鐘就能破解。
也就是說，“一旦量子計算機研製成功，現在廣泛使用的公開密碼體系全部會被破解。”郭光燦說，最近
美國已經宣佈要把現有的公開密鑰分期分批淘汰，這也是因為“量子計算機的實現已不再是遙遙無期了”。 量子計算機研製出來之前，密碼體系仍然安全
“經典計算機跟量子計算機相比，就好像算盤跟經典電子計算機相比一樣。因此，一旦通用的量子計算機問世，人類社會將會經歷天翻地覆的變化。”郭光燦表示。
中國量子芯片“超導路線”遠遠落後
美國自90年代初就佈局了量子計算機的研究，如今逐步聚焦到半導體量子芯片和超導固態體系。郭光燦介紹說，目前這兩個領域的進展各有千秋。
超導體系方面——
“超導固態體系的好處是可擴展，缺點是量子相干性非常脆弱——如果量子計算機還沒來及解決問題（量子相干性）就被破壞掉，那麼運算就失敗了。因此，（對於超導路線）量子容錯是一個關鍵問題。”
半導體量子芯片方面——
“國際上目前已製備出三個比特的半導體量子芯片。我們（中科院量子信息重點實驗室）從2010年起步，目前也已經做到三個量子比特，基本上達到國際的水平。半導體路線，雖然有進展，但是離終點還很遠。”
“但在超導量子芯片方面，國際上比較領先，相干時間已經延長到100微秒，量子比特數做到了十幾個，而國內在超導路線上遠遠落後。”郭光燦說。
量子計算機概念圖
國際上的研發趨勢
美國：2017年7月22日，美國總統科學技術辦公室發佈文件稱：
“預計幾十個量子比特、可供早期量子計算機科學研究的系統可望在5年內實現。”
歐洲：2017年5月17日，於荷蘭阿姆斯特丹舉辦的歐洲量子會議上，歐盟委員會發布《量子宣言》，宣佈將支持一項十億歐元的量子技術旗艦計劃。
《宣言》對量子計算機的研製做了詳細部署，他們計劃
5年內，發展量子計算機新算法；5~10年，“用大於100物理量子比特、有特定用途的量子計算機解決化學和材料科學難題”，並使研製出的通用量子計算機“超過傳統計算機的計算能力”。
澳大利亞：2017年年初，宣佈成立了硅基半導體量子計算國家實驗室。
近年來澳大利亞專注於硅基、磷摻雜的量子計算方案，集中力量做硅基半導體芯片，最近跟法國聯合起來，共同開發硅基量子計算機。
與此同時，以谷歌、IBM、微軟等為代表的巨頭科技公司都成立了量子計算機研發中心。
谷歌公司2014年迎來了加州大學聖巴拉拉分校的知名物理學家約翰·馬提尼斯研究組的加盟，並在2015年宣佈已經做出了9個量子比特的超導量子芯片，他們的目標是49個（2017年被傳出達到72個但未被驗證）；
IBM2014年宣佈耗資30億美元研發下一代芯片，主要是量子計算和神經計算。2016年已經發布了5個量子比特的量子計算雲服務，其目標是50個量子比特。
關於“量子霸權”的解讀：即便實現也有限
加州理工學院理論物理學家John Preskill曾提出“quantum supremacy”（被譯作“量子霸權”），用以表達一旦研製成功，“量子計算機將擁有傳統超級計算機所不具有的能力”。
許多業內人士認為，“量子霸權”的譯法並不妥當，因為“quantum supremacy”詞組的意思只和計算理論相關，和任何具體國家和企業無關，只是強調量子計算和經典計算之間的比較。
研究表明當量子計算機的芯片量子比特超過49個，量子計算機的能力將讓超級計算機望塵莫及。但後來發現，經典超級計算機甚至能夠模擬65個量子比特的量子計算機的功能，所以“quantum supremacy”的起步設置為超過49個已經不能滿足。
對此，郭光燦表示：“要實現quantum supremacy，量子芯片的量子（邏輯）比特數起碼要達到100個左右，也就是說做到經典計算機沒有辦法超越的水平可能要到100個邏輯比特左右。”
不過，郭光燦認為，即使實現了‘量子霸權’其應用也是非常有限：“只能用於功能比較低級的應用，而且是專用機不是通用機。”
“通用量子計算機就是能夠解決所有問題的，專用機是在相干時間內處理特定任務。 IBM有可能在3~5年做出第一個產品，但是即便做出來也仍是一個功能很低級的專用機。”
但是，專用機儘管低級，其五臟俱全。“就像電子計算機普及以前，電子計算器先普及一樣，功能很差但是它是數據運算很全。將來有可能先是量子計算器產品上市，這是大概的狀態。”郭光燦認為，未來率先上市的可能是“量子計算器”。
量子計算機的研製是一項極其複雜的系統工程
不過，郭光燦提醒說，量子計算機的研製是一個複雜的工程問題，所涉及的硬件問題包括量子芯片、操控系統、測量系統等的研發以及用於製備量子芯片的材料等；軟件包括量子編碼、量子軟件、量子系統的結構等。
“總之，量子計算機的主要困難，除了量子芯片的量子比特數要達到一定數量（可實用的量子計算機可能至少需要1000個物理量子比特）之外，還要求量子相干時間足夠長，這需要採用量子糾錯和容錯技術，然而這兩項技術都很難實現。”郭光燦說，雖然理論上能夠解決，但做起來極其困難。
簡而言之，量子計算機從理論上來說或許不存在根本性的障礙，但是具體實現上有很多技術和工程難題。比如量子相干性的保持與量子比特的操控和集成之間的平衡問題，量子測控系統和量子芯片的互聯和自適應問題以及量子比特的糾錯與容錯，更多量子算法和量子軟件的開發問題等。
並且，這些看似工程技術性質的問題，倒過來其實可能又需要從基本理論方面進行創新才能解決。
可以總結為，量子計算機的研製和開發既包括基礎原理的研究和論證，也需要大量的工程技術積累。並且隨著時間的推移，工程技術工作所佔的比率和重要性都會迅速增大。
正如人們所知，如果可以實現，量子計算機的強大之處在於，每增加一個邏輯比特控制，量子計算機的計算能力將會得到指數級的提升。而問題在於，為了保持體系的穩定性（量子相干性），
增加一個與全局量子比特相干的新量子比特的難度也不是線性的，大致也是指數級的。“所以要確保量子計算機任務完成，相干時間需要足夠長，每次操作時間就要足夠快。”郭光燦說，如果（研製）專用機，可以先把容錯糾錯難點放在一邊，追求比特數，比特數做到一定程度，就能夠比電子計算機更快的解決特定的問題。
“這個比特數大概是50~100才可以達到量子霸權，這個就是量子計算機的發展情況。”郭光燦說。他還介紹稱，中科院量子信息技術實驗室成立了一個“本源量子”公司，目標是量子計算機的研製。現在本源量子公司的平臺上會普及一些量子計算機的基本知識，並指導人們如何操作，怎麼用經典來模擬量子比特。
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