“IDC預(yù)測說，2027年量子計算市場可以達(dá)100億美元，還有一些更樂觀的預(yù)測，這說明產(chǎn)業(yè)化時代基本到來了?！?月8日，在2021世界人工智能大會“量子計算與光子芯片論壇”上，圖靈量子創(chuàng)始人、上海交通大學(xué)集成量子信息技術(shù)研究中心主任金賢敏演講稱，“包括騰訊和華為這樣的大廠都已經(jīng)進(jìn)入了這個領(lǐng)域，并在軟硬件方面開始了早期投入。從全球初創(chuàng)公司的角度來看，量子計算在國外也發(fā)展得如火如荼，而且他們開始的時間比我們還要早5到10年?！?/p>

金賢敏是上海交通大學(xué)長聘教授 (Tenured Professor)，博士生導(dǎo)師，曙光學(xué)者、上海青年科技英才、唐立新優(yōu)秀學(xué)者獎、上海科技啟明星獲得者，區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點(diǎn)實驗室學(xué)術(shù)帶頭人。

“光刻機(jī)（用于芯片制造）經(jīng)過長時間迭代和演化形成了扎實而復(fù)雜的技術(shù)，從物理的層面來看，當(dāng)這條發(fā)展線路達(dá)到單原子的級別就會終結(jié)。我們就會問：計算能力是否就此停止了？”金賢敏表示，一個預(yù)測說在后摩爾時代，光量子計算、光子計算、光學(xué)人工智能甚至DNA計算這種新架構(gòu)的計算體系會使算力繼續(xù)提升成為可能，而他所做的研究正與光量子、光學(xué)人工智能相關(guān)。

金賢敏認(rèn)為，無論是量子通信、量子傳感還是量子計算，芯片——這種底層技術(shù)非常重要。

“我在2010年加入英國牛津大學(xué)團(tuán)隊，這是國際上最早開展光量子芯片研究的兩個團(tuán)隊之一。我們自2013年在Science上發(fā)表國際上第一個玻色取樣計算后，發(fā)表了大量成果。但是我將其描述為困境，為什么是困境？”

金賢敏表示，“因為我們大部分工作都基于一個芯片而完成，而我們的合作伙伴南安普頓一兩年都沒有東西給我們，于是我們的創(chuàng)意和思維不是我們的大腦，而是局限于手頭上的芯片，這個芯片某個地方甚至是壞的。所以，在起步做光量子芯片時，從制備到設(shè)計到測試到反饋并不通暢，我們已經(jīng)感受到一個巨大的隱患。”

“回到交大后，我們在交大的支持下花了4年的時間把技術(shù)推進(jìn)到極限。2018年，我們發(fā)布了49×49的三維集成的光子芯片，到現(xiàn)在為止都未被超越。將底層技術(shù)做到極限，之后它對產(chǎn)業(yè)和學(xué)術(shù)進(jìn)行了反哺。我們明顯感受到這么做非常值得?！?/p>

“光子芯片就是光的版本的電芯片，只是線路里面是光信號。光的速度是30萬公里每秒，光還可以出現(xiàn)一些干涉效應(yīng)，這些屬性就可以被我們利用起來去操控和處理信息?！苯鹳t敏在接受澎湃新聞采訪時表示。

根據(jù)上海交通大學(xué)官網(wǎng)的介紹，金賢敏在2018年制備出了世界最大規(guī)模三維集成光量子計算集成芯片，并演示了真正空間二維量子行走；同年，實現(xiàn)了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的量子態(tài)分類器；制備出了首個軌道角動量波導(dǎo)光子芯片；基于三維光子集成芯片實現(xiàn)了快速到達(dá)量子加速算法。

金賢敏介紹稱，2018年后，他們開始布局鈮酸鋰薄膜（LNOI）光子芯片，結(jié)合這種光子芯片體系，他們能夠同時涵蓋三維和可編程的芯片的能力。目前，他們是唯一具有“光子芯片+量子計算+光子計算+光學(xué)AI”技術(shù)的團(tuán)隊。

金賢敏表示，學(xué)者經(jīng)常在學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)里做一些陽春白雪、非常艱難而頂級的事情，如何與產(chǎn)業(yè)需求對接？這是比較重要的。量子計算希望往前發(fā)展必須要這樣做，進(jìn)入市場。

金賢敏表示，他們正在做量子計算的產(chǎn)品解決方案，在各種計算內(nèi)核與工程技術(shù)的痛點(diǎn)之間建立橋梁，“這是一個比較重要的事情。我們目前總共大概是80人，但是有超過1/3的人在做應(yīng)用對接的工作?！?/p>

“我們在光量子芯片的調(diào)控、滿足量子計算需求上面基本做到了極致，因為量子計算是對單光子進(jìn)行調(diào)控，它對損耗和精度要求都非常極致。這種極致的技術(shù)可能會滿足其他方面的需求，比如可以在光學(xué)人工智能和其他的相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行‘降維打擊’和應(yīng)用，或者說‘殺雞用牛刀’?！?/p>

在演講的最后，他說：“我覺得我們滿足于現(xiàn)在的計算能力，比如手機(jī)、筆記本電腦都很強(qiáng)大了，但是我們還是無法接受，在我們退休或者我們的孩子退休時，我們的計算水平和設(shè)施還是現(xiàn)在的水平。算力的提升可能是無止境的，也許我們正處在一個人類計算能力真正爆發(fā)的前列?！?/p>