寻找通往“罗马”的路

陆朝阳的导师、中科院院士潘建伟20多年一直致力于对微观粒子的操控。他的团队近期取得量子计算方面的突破得益于单光子源和超低损耗量子线路方面的进展。“我们早先的路非常艰难，而现在进展越来越快，这意味着量子计算研究就像雨后春笋，到了爆发式成长的节点。”

由于量子计算的巨大潜在价值，欧美各国以及一些大型高科技公司如谷歌、微软、IBM等都在大力研究。如何实现量子计算，科学家们正在尝试很多种方案，光量子只是其中一种。

从事超导量子计算研究的中国科学技术大学教授朱晓波说：“我所知道的各国在花大力气做的就有七八种路径，中国几个研究团队走在不同的路径上。”

“现在谁也不知道最后哪个技术路线能做成真正有实用价值的量子计算机，有可能条条大路通罗马，好几个方向都做成，只是解的问题不一样，有可能会有不同类型的量子计算机。还有一种可能是，或许某一天从一条无人知道的路径杀出一匹黑马。”朱晓波说。

目前，潘建伟团队在三个方向努力推进：光量子、超冷原子和超导。

潘建伟说，光量子系统是中国的传统优势。但最快能带来实际价值的可能是超冷原子系统。“可能再过一两年，我们的实验室就能达到400个原子的相干操纵，这将是巨大的进步。”

量子计算机研究实验装置。（受访者供图）

而超导量子计算这条技术路径也不能忽视。谷歌、IBM等公司在这一领域做了巨大投入。“这是因为超导量子系统的可集成性和相干性非常好，它的耗电量比经典超级计算机小得多，几乎可以忽略不计。而这方面，中国也具有成熟的技术。”潘建伟说，不同的研究团队应协同创新、相互借鉴。

潘建伟预计，2020年中国有望研制出50个左右量子比特的超导量子计算机，超越目前最强大的超级计算机，实现“量子称霸”。

孕育中的另一个“婴儿”

在量子信息和量子科技创新研究院另一间实验室，超导量子计算机也在孕育之中。与光量子计算机五脏六腑一览无余地铺陈开来不同的是，超导量子计算机的核心部件都包裹在一个悬在空中一米多高的圆柱形罐子里。同样有制冷机发出鸣叫，不过超导量子计算机需要的环境温度更低，达到零下273.15摄氏度。