薛其坤:量子革命解决大数据难题,指甲盖存储全世界


来源:北京日报客户端 9-23 孙奇茹

只花200秒就完成了目前世界上最顶级的超级计算机一万年才能完成的任务、未来指甲盖大小的存储器就能够存下全世界所有的数据……第二次量子革命真的来了。

在9月22日中关村软件园举行的创新之源大会上,清华大学副校长、北京量子信息科学研究院院长薛其坤院士剖析了未来的量子技术。

薛其坤分析,举了个例子具体解释,现在全球一年产生的数据量需要数百亿个存储量为1TB的硬盘才能存储完,而未来量子存储设备如果开发出来,只需要指甲盖大小就能将人类几百年的信息存储进去。

仅以量子存储这一项量子技术的细分应用来看,其重大意义就不言而喻。“全世界目前拥有的数据是3000个ZB,光维持数据中心需要的电费是2400亿人民币,将来大数据要想继续研发下去,能耗必须降下来。”薛其坤称,事实上人类此前已经经历过一次量子革命。“比如说,晶体管的运作原理只能用量子力学来解释,用牛顿力学解释不了。”

“正是第一次量子革命直接催生了现代信息技术。”量子物理学家、中国科学技术大学教授潘建伟在近日的演讲中介绍,基于量子力学原理,核能、半导体晶体管、激光、核磁共振、高温超导材料等诸多应用问世,很大程度上改变了我们的生活。

潘建伟认为,结合量子调控和信息技术,人类迎来了以量子信息技术为代表的第二次量子革命,从对量子规律被动的观测和应用变成了对量子状态的主动调控和操纵。这一飞跃,正如人类对生物学的认识,从孟德尔遗传定律跨越到DNA基因工程。

量子信息包括量子通信、量子计算和量子精密测量三方面。其中,量子通信可以提供原理上无条件安全的通信方式,量子计算可以带来计算能力的飞跃,量子精密测量可以大幅提高测量精度。他认为,如果说第一代量子革命是认识量子世界、发展技术的话,人类在这个世纪初逐渐迎来一个新的变革那就是第二次量子革命。未来,量子计算、量子通信、量子精密测量和传感技术将成为量子信息技术发展的重点内容,有可能引领新一轮的技术革命,全球互联网将从电子时代跨越到量子时代。

不过薛其坤也对量子计算的难度进行了科普,“量子计算机的研制比人类首次登月还要困难,对做计算机、控制的人来讲这是一个极大的挑战”。

近年来,各个西方科技强国都积极参与到量子革命中来。2018年美国出台了量子信息科学国家战略纲要上,欧盟也出台《欧盟量子旗舰计划》,计划到2022年总投入6.5亿欧元。德国也出台了自己的量子技术计划,每年将投入1亿元来发展。

编辑:李华山

2020年09月24日 08:19:37  清华新闻网

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