日本量子计算机第一人谈研究前景

美国谷歌利用作为新一代计算机的量子计算机，用比超级计算机极短的时间解答了复杂的计算问题。日本国内的量子计算机研究第一人、负责审查英国《自然》杂志上刊登的谷歌论文的大阪大学藤井启祐教授说：“这是以新原理进行计算的计算机的重要一步”，表示有可能推动未来的社会变革。

谷歌此次成功演示了“量子霸权”，即量子计算机解答出传统计算机难以解决的问题。据悉谷歌设置产生随机数的问题，量子计算机用时3分20秒解答出最尖端超算需要约1万年的问题。

 藤井表示，“在过去数十年时间里展开巨额投资，高性能计算机现在已经实现。超越这种计算机的物理机制的计算机是前所未有的”，对谷歌此次的成果给予积极评价。

谷歌在计算中使用了将“0”和“1”重叠起来的53个“量子位”。要形成量子位需要高水平技术，截至约5年前还只达到5个量子位。针对规模能够扩大的背景，藤井列举了实现将此前直线排列的量子位改为平面排列的手法等，表示 “这一进展甚至可以说是太顺利了”。

 针对谷歌采用的计算问题，美国IBM表示“即使是超算，也能用2天半完成解答”。针对这一点，藤井承认“存在合理的一面”，但表示还是“量子计算机更快”。藤井提出看法称，随着不远的将来量子计算机的发展，其优势地位将变得更加明确。

 不过，要实现真正的量子计算机仍需要时间。有观点评价称谷歌的成果相当于莱特兄弟的首次载人飞行，但藤井表示“如果比喻成飞机，终极的量子计算机则是更加进步的火箭。要想（广泛地）解决有用的问题，量子位的个数需要以100万~1亿为单位”。

 藤井指出，在超过1000个量子位、扩大规模之际，布线等方面将需要新的技术。同时表示“如何确保目前短缺的开发人才非常重要”。

 在世界范围内，谷歌、IBM和中国阿里巴巴集团等都积极推进量子计算机的开发。日本也一直在基础研究领域取得受世界瞩目的成果，藤井表示“（今后的开发）是需要20年时间的竞赛。在目前的阶段放弃（研究）是完全的风险”，主张推进研究工作。

 藤井表示“量子计算机领域的难题是用于控制的电子和微波技术等。只要掌握这些技术，谷歌也不得不使用”，认为除了周边技术之外，日本在软件的领域也有取胜机会。 

大阪大学教授藤井启祐

针对量子计算机的使用，藤井表示在最尖端的凝聚态物理学和化学等领域，“或许会迅速得到使用”。对于未来前景表示期待称，“如果（通过使用量子计算机）弄清植物光合作用的机制、实现人工光合作用，将成为解决能源问题的重要选项”。

 在食品生产所必需的氨的合成方面，也有可能实现有助于节能的划时代的催化剂等。如果量子计算机的普及全面推进，将给通信网络和安全等带来重大影响，藤井提出展望称“社会体系将不断改变”。

日本经济新闻（中文版：日经中文网）生川晓，张耀宇

 藤井启祐：

2011年完成京都大学研究生院博士课程。先后在大阪大学、京都大学和东京大学做研究，自2019年起担任现职。在日本经济产业省旗下的项目担任负责人，拉动日本量子计算机研究。现年35岁。