中国科学院院士薛其坤：通用量子计算机至少还需10-20年

9月8日消息（水易）近日，在以“共享创新、共塑未来：构建科技创新开放环境”为主题的2024年浦江创新论坛主论坛上，2023年度国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤介绍了量子计算机的发展。

回顾传统计算机硬件的发展，得益于两个重大发明。一个是贝尔实验室晶体管的发明，另一个是德州仪器的基尔比发明的集成电路。目前芯片的发展已经到了令人惊讶的地步，例如英特尔的某款芯片包含了17亿个晶体管，比中国的人口还要多。

同时，超级计算机也得到了长足的发展。薛其坤介绍，超级计算机的特点是运算速度高、存储密度高，能力最强的超级计算机的峰值算力已经达到1.1百亿亿浮点数/秒，晶体管数量达到六千万亿个，但是占地面积大，相当于四分之一个足球场，每天消耗五十万度电。

此外，传统计算机芯片也从CPU发展到GPU，英伟达H100芯片拥有800亿个晶体管，算力已经达到超级计算机的1%。美国芯片初创企业Cerebras Systems的AI加速芯片则集成了4万亿晶体管，算力已经超过超级计算机运行速度的1/10。

AI时代到来，需要更强大的算力。薛其坤举例，一个6秒的视频，需要2000张英伟达H100学习训练一个月；如果把视频的长度从6秒增加到30秒，需要4000张英伟达H100训练三个月。

因此，计算机的发展需要更高的算力、更高的存储密度，同时按照可持续发展的要求，还需要更低的能耗，量子计算机为实现这一目标提供了可能。

薛其坤介绍，量子计算机在物理上通过量子纠缠或量子叠加，同时操控N个量子比特的2N种状态，进行信息的并行处理，带来强大的算力。

当然，什么时候能研制出量子计算机？薛其坤指出，从物理学上至少还有5道难关，包括错误率、相干时间、制冷机、硬件方案不确定性，估计至少还需要10到20年才能研制出通用的执行任何量子算法的量子计算机。

“量子计算机的研制本身就是一个体现人类智慧的创新工作，也是一个国家最强科技实力的象征之一。”薛其坤表示，量子计算机具有非常好的前途，需要物理学家、电子器件专家、计算机专家共同努力。

据了解，浦江创新论坛由科技部和上海市人民政府共同主办，致力于交流创新成果、启迪创新思想、传播创新理念、激励创新精神，已成为促进全球科技创新合作的重要平台。本届论坛由开幕式及主论坛、专题论坛、展示对接、特别对话和系列成果发布、青年创新讲坛、主宾国之夜等活动组成，300余位中外专家学者参与，共话全球科技创新合作发展。

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