技術的飛躍:速度急增的量子計算

鄭智友

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城大10月27日舉辦「傑出講座系列」最新一場演講,由國際知名的電腦科學理論家姚期智教授主持,他說演講的要旨是傳播「量子計算」的概念,也即解說該技術的名稱、工作原理及其可能為人類社會帶來的益處。
 
大廳內座無虛席,僅剩下站立聽講的位置。姚教授現任清華大學交叉信息研究院院長,兼任香港中文大學博文講座教授。
 
「量子計算」與傳統的計算大有不同,它建基於英國數學家阿蘭‧圖靈在1930年代發明的數碼模型,其著眼點是原子以極高速度處理數據的能力。
 
「量子計算是一門正在成型中的偉大科學,」姚教授說。他曾獲得多項殊榮:數學領域的「波里亞獎」、電腦科學領域的「克努特獎」,以及同屬於電腦科學領域的「圖靈獎」。
 
姚教授指出,當一種新型的顛覆性科學促成了先前無法想像的一些新探索,而且不同學科、不同科學理論互相影響之時,往往會出現「偉大的科學」。
 
量子計算的出現是一場巨變,乃因為它不依靠現有的各種計算工具所根據的數字概念,而依靠增強原子及其他粒子的能力。
 
傳統的計算法是將數據編碼,使之成為二進制數字,然後用晶體管處理;量子計算法則是從理論角度看待計算,允許數據經編碼後處於量子狀態,而非二進制狀態,亦即處於多個狀態疊加的狀態。根據量子理論,這樣一來,就有可能同時進行數百萬項的數據處理操作。
 
姚教授承認,用於研發量子計算法的技術遠遠未出現,但指出全球有多個國家正投入大量資金以研發所需的技術,其中包括美國、歐洲多國、中國、新加坡、日本等。例如,姚教授任教的清華大學正從事以量子信息技術為基礎的「量子網絡計劃」。
 
他說:「二十年前,量子計算的概念還只是空中樓閣,但不久後就會成為現實,比各位想像的還要早!」姚教授以數字式計算器的演進為參照,指出目前我們正處於晶體管計算器的階段。
 
他說:「量子計算是一門偉大的科學,因為它將發揮深遠影響,有助於新材料的設計和理論的檢驗;它之所以偉大,還在於擁有提升人類精神的能力。」
 
姚教授與城大頗有淵源,他的夫人儲楓教授是著名的電腦科學理論家,曾任城大電腦科學系的講座教授兼系主任。

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