科学方法研究量子

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以色列魏茨曼科学研究所量子科学家阿迪·斯特恩教授日前在接受新华社记者专访时说，量子技术的探索和应用仍处于起步阶段，而中国在这一领域已经迈出了重要一步，取得了“惊人的”成就。

斯特恩表示，以色列科学家希望能够与中国科学家在量子技术领域开展更多交流和合作，这对推动量子技术的研究与应用都将发挥重要作用。他说，量子技术领域面临着诸多“非常棘手”的挑战，“我们需要充分利用世界所有的大脑资源进行攻坚克难”。

量子技术是物理学和工程学的一个全新技术领域，它将量子力学的一些特性转化为实际应用，如量子计算、量子传感、量子通信、量子测量、量子模拟和量子成像等。

量子计算的本质就是利用量子的相干性。而在现实中，由于环境不可避免地会对量子系统发生干扰，使量子的相干性随时间衰减，发生消相干，使得计算任务无法完成。因此，为了使量子计算成为现实，一个亟须解决的问题就是克服消相干。

斯特恩认为，就全球范围而言，目前量子技术的探索和应用仅为冰山一角，仍处于初步阶段。就量子计算而言，量子相干目前仍是“很难得到也极易丧失”。

去年底，美国国际商用机器公司（ＩＢＭ）推出了全球首款５０量子比特的量子计算机原型机，英特尔也在１月份宣布研制４９量子比特的测试芯片，其他科技巨头也都在量子计算领域竞相“追逐”。

但斯特恩表示，目前科学家们仍在研究如何操控大量量子比特、实现较长的相干时间，“规模化”是未来量子技术发展面临的重要挑战。

他解释说，一旦量子计算机受到丝毫干扰，或者量子计算机与环境之间的“相互作用”失控，量子计算机都会遭受“毁灭性”影响。为此，科学家们需要想方设法保证量子计算机免受干扰，这是一个“重大挑战”，科学家必须努力开发出一套全新的运算规则，确保量子计算机与环境之间的“相互作用”得到有效控制，并且能够快速让量子计算机冷却到很低的温度。

对此，斯特恩倾向于采取拓扑量子信息的方法，这种方法可以让量子计算机的运行系统与环境隔离开来，或者可以让环境对量子计算机运行过程的干扰难度增加。他认为，这种方法很有可能会在诸多正在探索的方法中“脱颖而出”。

在谈到量子技术的应用前景时，斯特恩表示，虽然目前量子技术研究远远多于应用，但是他对该技术的应用前景持非常乐观的态度。

他说，目前量子技术在通信和医疗等领域已经有了初步的应用，在未来几十年内，包括这两大应用领域在内，量子技术在化学、传感、医学成像、网络安全等领域都将得到全面的应用和发展，但是这些都需要有一个“循序渐进的过程”。

以色列魏茨曼科学研究所是世界著名的基础科学研究机构，成立于１９３４年，该研究所在生物、化学、物理、计算机等领域的科研能力均居世界前列。