量子计算的昨天、今天与明天 | YEF2021专题论坛特稿

量子计算的昨天、今天与明天 | YEF2021专题论坛特稿

CCF青年精英大会(YEF2021)将举办专题论坛“量子计算的昨天、今天与明天”，邀请学术界、企业界知名专家针对量子计算这个当前科技界的重大热门话题进行探讨、思辨。

CCF青年精英大会(YEF2021)将于5月13-15日在沈阳举办，作为计算领域面向青年技术精英的年度行业盛会，YEF每年都针对科技、社会热点问题邀请院士等国内外顶级专家学者、企业精英作大会特邀报告，同时设有大会论坛、思想秀、科技创业秀以及涵盖多个热门领域的专题论坛，百余位学术界、产业界专家将在大会各项议程上分享前沿成果和观点，并就重要话题进行深度探讨、思辨。其中 “量子计算的昨天，今天与明天”就是本次大会针对当前科技界的重大热门话题专门举办的专题论坛。

近年来，随着传统计算机制造工艺面临着技术瓶颈，摩尔定律逐渐失效。在人们对算力与日俱增的需求下，如何寻求新的技术途径来提升计算性能成为科学界和工业界共同关注的热点话题。量子计算基于量子力学与计算机科学理论，成为了实现更高性能计算的最具潜力的计算方法。

量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。

量子计算机将有可能使得计算机的算力呈现爆炸式提升。2019年10月，Nature杂志正式发布了Google公司John Martinis团队发表的题名为“Quantum supremacy using a programmable superconducting processor”的论文。量子霸权(Quantum Supremacy)是指当计算问题规模达到一定程度时，量子计算机将会呈现出经典计算机难以企及的计算能力。

Google采用了一种随机线路的方法来验证量子霸权。该随机线路在经典计算机中用量子模拟器在世界上最快的超级计算机上需要一万年时间才能完成，而在量子计算机中只需要200秒时间就能完成。

算力的提升会为人们的日常生产、生活带来巨大的影响。例如，当高性能GPU被应用于人工智能领域，使得训练包含许多参数的深度神经网络模型成为可能。因此，Google正是基于强大的GPU算力实现了能够打败人类的AlphaGo。继而掀起了近年来的人工智能热潮。迎着人工智能的风口，一系列以人工智能技术为核心的公司拔地而起。

而当量子计算机遇到人工智能、大数据、区块链、网络安全等领域，会为这些领域带来什么样的影响，将会是一个非常值得探讨的话题。

虽然量子计算有着美好的“诗和远方”的愿景，然而，目前量子计算的发展却面临着一系列的问题。2020年9月，作为量子计算的标杆性企业，IBM发布了其未来几年的发展规划图。2023年，IBM预计推出1121位量子比特的量子芯片。有零有整的数字不得不让人们深思，IBM是否已经修炼好了“内功”，待时机成熟会突然发布爆炸性的新闻。

目前，以超导物理体系建立的量子计算机在量子比特数量上具有很大优势。2020年9月，IBM声称其已经制造出了65位量子比特的量子芯片；而以离子阱物理体系建立的量子计算机在量子比特质量上具有很大优势。2020年，IonQ声称其实现的离子阱量子计算机能够达到400万量子体积。然而，很难直接用量子比特数量或质量来直接衡量一台量子计算机。真正意义上实用的量子计算机一方面应该具有大规模的量子比特（比特数量要很多，才能满足纠错需要），一方面要有较好的相干时间以及保真度等特性。而现有的量子芯片硬件在这些方面都还存在较大的不足。

此外，与经典计算机不同，量子计算机有着截然不同的运行方式，设计并实现好用的量子算法非常困难。

总之，作为当下最具潜力的新型计算方法，量子计算技术飞速发展，一些国家甚至将量子计算技术提升到国家战略层面。2020年10月16日，中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习；《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》将量子信息作为重点研究方向。

正是在此时代背景下，由CCF YOCSEF郑州发起的本次论坛，将于2021年5月15日下午13:30-17:30在沈阳新都绿城喜来登酒店举行，邀请国内外专家学者共同总结量子计算的发展历程，量子计算的发展现状以及展望量子计算未来的发展趋势。

此外，CCF YOCSEF郑州将于2021年5月14日晚在沈阳举办量子夜谈club活动，欢迎各界朋友前来一起畅谈量子计算的研究、发展、投资及未来规划。

本论坛由CCF主办，CCF YOCSEF郑州学术委员会承办。

本论坛的日程安排如下：

2021年5月15日下午13:30-17:30沈阳新都绿城喜来登酒店 13:30-13:50 单征 教授，数学工程与先进计算国家重点实验室 报告：从计算机视角看量子计算工程化 13:50-14:10 王潮 教授，上海大学 报告：量子人工智能赋能信息科学 14:10-14:30 李绿周 教授，中山大学 报告：浅谈量子算法 14:30-14:50 曹刚 教授，中国科学技术大学 报告：可扩展栅控半导体量子计算 14:50-15:10 邓东灵 助理教授，清华大学交叉信息研究院 报告：Quantum Artificial Intelligence---The recent progresses and future challenges 15:10-15:40 茶歇 15:40-16:00 郑盛根 副研究员，深圳鹏城实验室 报告：精确量子算法的优势 16:00-16:20 陈强 副教授，国家超级计算郑州中心 报告：强场量子电动力学模拟：从超级计算到量子计算 16:20-17:30 Panel环节：1.量子计算机设计与实现面临的难点在于工程化？还是基础理论？2.中小企业适合做量子计算吗？3.我国实现量子计算弯道超车，哪个因素（政策、资金、人才）更加重要？4.量子计算机应该做成通用机还是专用机？ 论坛执行主席 数学工程与先进计算国家重点实验室副教授 王俊超

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