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【芯人物】郭邦平:量子谋划道途落莫但我愿做堂吉诃德

发布时间:2019-03-14 10:32 来源:未知 编辑:admin

  “芯人物”是2019年集微网重磅推出的栏目,以重点采访芯片产业链上下游企业家为主。区别于以往的技术与产业文章,聚焦于从人物的成长历程、职业发展、创业经历、产业认知等多维度梳理。集微网希望通过本栏目的长期报道,能让更多圈内外人士从中了解国内芯片业无数“航行者”的风采与光芒。

  摘要:量子计算这条道路并非坦途,郭国平和他的团队正在攀登一座又一座的技术高峰,为中国争夺未来全球科技高地的话语权奠定基石。

  【本期人物】郭国平,男,1977年12月出生于江西南昌,教授,博士生导师,合肥本源量子计算有限责任公司创始人兼首席科学家。国家杰出青年基金获得者,万人计划领军人才。长期致力于固态量子计算的研制开发工作,在量子芯片、量子测控系统、量子软件和量子云平台等方面取得了多个原创性成果,对量子计算的实用化进行了重要的探索。

  郭国平给自己的微信名取做“追本溯源”,这也是由他创立的,国内首家从事量子计算行业公司“本源量子”的名称由来。

  自1998年郭国平接触到量子信息技术以来,他已经在这个领域耕耘了20多年。量子力学中有个术语叫“量子纠缠”,郭国平笑言这辈子都要与量子“纠缠”到底。

  量子计算道阻且长,但郭国平坚信行则将至;先行者的旅途孤单寂寞,但郭国平愿做挑战“风车”的“堂吉诃德”。

  “星星之火可以燎原,希望通过产学界的共同努力,在未来量子计算展现出巨大价值并被广泛应用之时,中国不是这个领域的看客。”郭国平说。

  1996年,郭国平考入中科大外语系,后转入物理系。一是因为中科大数理化气氛浓厚,物理系历史悠久,学术传统深厚;二是中科大对于学生培养有着宽松自由的氛围,遵从学生的兴趣并不多加限制。

  现在看来,彼时思想上似乎并不怎么安分的郭国平,实际上是对自己未来人生方向和真正兴趣所在的一种寻找。

  于是,在此后的二十多年里,中国可能损失了一位优秀的外语类人才,但多了一位前沿科技领域的全球领军科学家。

  中科大一直以学风浓厚著称,还曾有“不要命的上科大”这样的说法。回忆本科时期的求学经历,郭国平说,虽然枯燥但极其充实。

  “像数学、外语这类的基础课,科大的学生经常会拿一本吉米多维奇的《数学分析习题集》,4000多道题做一遍,韦伯大辞典一页一页背,背完一页撕掉。本科学习教会我的两件事情一是认真踏实的严谨心态,二是勤奋肯吃苦、攻坚克难的毅力。

  从1996年到2005年,郭国平在中科大物理系一路读到博士,毕业后便留系任教从事科研工作。提及母校,他满怀感恩之情,坦言获益良多。正是在中科大培养的扎实基本功,为其日后走上科研创新之路打下坚实基础。

  1998年,读大二的郭国平有机会接触到著名量子信息学家郭光灿的量子研究团队。当时量子光学、量子信息等在中国刚刚兴起,跟国际前沿相比有差距但并不大,在这里,郭国平有机会接触量子信息技术领域最前沿的报告、会议以及理论。

  本科期间参与到大量的量子理论研究,为郭国平打下了量子研究的扎实基础,当很多同学读到大五(中科大如考虑出国,则读五年本科)的时候,研一的郭国平已经开始在国外核心期刊上发表论文了。

  凭借导师的悉心指导以及自己的勤奋努力,郭国平在研究生期间多次在顶级学术期刊上发表论文,因学术上的高产和高质,相关的顶级奖学金也基本都被他拿了个遍,其中包括香港求实研究生奖(硕士)以及中科院院长特别奖,这两个都是研究生类奖学金中含金量最高的奖项。

  在硕士、博士期间,郭国平一直在中国科大学习量子光学,从事量子保密通信及量子信息器件的研究工作。但在博士三年级时,他突然觉得量子信息现有的研究已经不足以吸引自己,而当时包括美国、荷兰、日本的顶级高校都在从事半导体量子计算方面的研究,在这方面我国还处于空白。

  于是郭国平跟导师郭光灿商量,能否选修固体物理的课,进入量子计算相关领域。当时,郭光灿也意识未来实验室的战略部署需要固态物理,但现有的研究人员多数都是量子光学背景,便让郭国平开始负责建立国内首个半导体量子芯片研究组,竞争国际量子计算的制高点。

  相较于量子光学、量子通信而言,量子计算是一条更难走的路,需要付出巨大代价,包括时间和资金投入、硬件、软件以及平台的搭建。不仅难度大、风险高,而且从当下的评价体系而言,即便是文章都不好发。郭国平说,当时很多人都称这是“愣头青”干的事儿。

  但与此同时,量子计算的价值也极其巨大,随着摩尔定律趋近于极限,芯片晶体管集成度越来越高,开发难度越来越大,成本也越来越高,而量子芯片可解决这一问题。与此同时,量子计算带来的效率和计算能力的提升将远超于现有的超级计算机,可以称之为人类计算能力的再次飞跃,意义比晶体管替代电子管还要巨大。

  如果说半导体领域是“板凳坐穿十年冷”,半导体量子计算则是“十年寒窗无人问”。但郭国平甘于做这样的“愣头青”,因为他坚持认为量子计算是有价值的东西。

  “我们有理论、有想法,但是实验科学只有做过了才知道。就算失败了,对国家的工业和技术发展也是有好处的。

  2005年博士毕业后,郭国平被中科大聘为副教授,也有条件进一步从事半导体量子计算的科研工作。十几年来,郭国平一直在这个领域辛勤耕耘,也取得了很多瞩目的成绩。

  2010年,年仅33岁的郭国平获得科技部A类国家重大研究计划(“超级973”)科技专项“固态量子芯片研究”重大项目,任首席科学家,并于2013年成功在“一个电子”上实现10皮秒级量子逻辑门运算,将原世界纪录提高近百倍,为基于半导体的“量子计算机”的实现迈出重要一步。

  2016年,郭国平担任国家重点研发计划“半导体量子芯片”项目首席科学家,成为目前我国半导体量子芯片研究领域的领军科学家。

  2017年,郭国平创立本源量子并兼任首席科学家,进一步助推量子计算的产业化进程,追本溯源,本源量子承载了郭国平对于量子计算科研领域的探索决心以及做大做强中国量子计算产业、科技报国的情怀。

  目前本源量子有近百人的团队,其中百分之八十是工程师。本源量子的业务板块包括IP授权、解决方案提供商、高端仪器仪表、整机、在线云计算以及量子教育。

  谈及创立本源量子的目的,郭国平坦言是为了更好地进行科研。本源量子的工程师可以更加专注在这个领域,同学校的研发资源相配合。

  “本源创立之初就是肩负国家使命和个人的情怀理想。我们希望在量子计算上,能够为国家抢到足够多的核心专利,让中国能够在全球量子计算科研领域占有一席之地,能够跟上国际上领先的前沿科技步伐。

  成立一年多以来,本源量子正在打造从半导体量子芯片、测控一体机、量子语言、操作系统、云服务到整机的完整产业生态。目前已推出第一代半导体二比特量子处理器玄微 XW B2-100,第一代超导六比特量子处理器夸父 KF C6-130,量子测控一体机OriginQ Quantum AIO,量子语言QRunes(量子指令集),基于32/64位量子虚拟计算系统的量子云平台,提供量子计算在线演示、教育科普及模拟服务等产品。

  郭国平强调,量子计算涉及到从芯片、测控到软件、算法和云平台等多个领域。也许这些都不是本源量子一家就能完成,但是作为中国第一家量子计算公司,本源量子要通过实践告诉国家和产业界以及公众,这些领域都很重要,并提供外界接触量子计算的机会。郭国平认为,量子计算这个战略高地给中国的时间不会太多,必须尽快进行合理的部署。同时要吸取传统计算机的发展教训,中国量子计算机的研发从一开始就要有构建生态体系的意识。

  “理想模式应该是政府牵头引导、企业为主攻关、科研院所参加、资方辅助监督、市场检查评价。”郭国平向记者表示,量子计算机的研制、开发和应用是个意义重大的新型战略领域和科学技术工程,需要多方协同努力,若只靠单方面的努力,无论是政府、企业或者资本方都不一定能取得良好的效果。

  近年来,我国在量子通信领域取得举世瞩目的成就,量子信息开始受到世人关注。但经过某些媒体、个别学者炒作之后,量子信息领域呈现出“虚火”。

  郭国平认为,我国量子技术研究存在“珍珠”,但也有很大的“泡沫”,他担心的是泡沫会蒙蔽视线,造成过高的期望和不切实际的幻想,一旦“泡沫”破灭,就会连“珍珠”一并倒掉。

  因此,郭国平指出,对待量子技术的态度就是要不吹不黑,要重视其在未来科技战略中的重要性,也要客观认识到存在的差距,加快投入和研发追赶上国际先进水平。

  就量子计算领域而言,我们国家起步较晚,对其重视程度以及投入仍不及发达国家。美国20世纪90年代初开始进行量子计算机的研究,微软、IBM、英特尔等众多跨国企业更是不遗余力地投入重金进行相关的研究,而我国只有少数高校和科研院所从事相关研发,这方面的人才、资金投入程度也无法与其相比。

  郭国平认为,尽管从某种意义上来说,如今从事的工作有点像唐吉坷德,明知不可为而为之,但信心和坚持比黄金更宝贵。

  “这是一场持久战,目前只是万里长征走了一小步,还有很多问题有待突破和解决,我们能做的就是 踏实耕耘,莫问前程,努力推动量子计算领域的科技研发不断前进。(校对/艾禾)

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