青科面孔|俞大鹏:全世界对量子科学非常看好
2025.10.27

“今年是联合国指定的国际量子年。”2025世界青年科学家峰会上,深圳国际量子研究院院长、中国科学院院士俞大鹏教授从量子力学的基础原理、当前算力瓶颈的突破需求,谈到技术前景与团队实践,分享了量子科学如何牵引下一次科技飞跃。

微信图片_2025-10-27_104704_186.jpg

俞大鹏开篇回顾了量子力学的诞生历程,强调其是描述宇宙万物最底层运动规律的科学体系。他特别提及玻尔、狄拉克、爱因斯坦等科学家在青年时期便取得重大突破,以此激励在座的青年科学家勇于挑战科学高峰。

“人类对自然的认知,眼睛是会欺骗我们的。”俞大鹏用一个生动的比喻切入主题,“我们看大屏幕感觉是连续的,但放大后会发现它是由像素点构成的。”他进一步阐释,微观世界同样是不连续的,宇宙万物在本质上都由电子、光子、夸克和胶子等基本粒子构成,而支配它们运动的四种相互作用力,其规律均由量子力学完美描述,“至今未发现一个反例”。

通过一段引人入胜的“一分钟空间旅行”视频,俞大鹏带领观众从浩瀚星海深入到原子内部,直观展示了从宏观宇宙到微观粒子的一致性,有力地说明了“万物皆可量子”的深层逻辑。他指出,正是第一次量子革命,催生了以集成电路为代表的电子信息时代,其所有科学根基均源于量子力学。

面对为何需要发动“第二次量子革命”这一问题,俞大鹏指出了三大核心驱动力。首要的是空前增长的算力需求。他指出,当前数字时代算力已触及天花板,与此同时,全球数据量每两年翻一番,对计算能力提出了近乎无限的需求。“电子计算机不是不能算,但可能要算一万年,人类等不起。”第二驱动力是人类对微观世界操控能力的革命性提升。俞大鹏以清华大学团队操控2024个中性原子编译视频为例,说明如今人类已能完成过去“想都不敢想”的精准操控,为制造实用化量子计算机奠定了基础。第三驱动力则是科技发展的内在规律。量子现象本身是反直觉的,其规律如“上帝掷骰子”(随机性)和量子纠缠,曾连爱因斯坦都难以接受。然而,2022年与2025年诺贝尔物理学奖接连授予量子纠缠和宏观量子隧穿效应的验证者,俞大鹏说:“这表示,全世界对量子科学非常看好!”

然而,前路依然“路阻且长”。俞大鹏坦言,量子计算目前仍面临巨大的技术与工程挑战,全球有多种技术路线并行发展,各具优缺点,尚无定论谁能最终胜出。核心难点在于对量子态的操控并非百分之百精确,每一步操作的微小误差累积起来,可能导致最终结果不可信。实现“量子纠错”是走向实用化的关键一步。

在演讲的最后,俞大鹏引用毛泽东的名言“世界是你们的,也是我们的,但是归根结底是你们的”寄语青年。他强调,人类正共同面临战争、疾病、能源与环境等全球性挑战,而地球生命的存续本身就是一个奇迹。他呼吁年轻一代科学家肩负起人类的共同使命,继承牛顿“站在巨人肩膀上”的精神,冲破阻力,加强国际科技交流与合作,共同为地球的命运与未来奋进。