2023年10月13日晚，由北京大学物理学院、北京现代物理研究中心、北京物理学会主办的“北京大学物理学科卓越人才培养计划讲堂：名师面对面”（第十四期）在北京大学第二教学楼301教室举行。北京大学博雅讲席教授、深圳国际量子研究院院长俞大鹏院士应邀以“高质量发展量子计算，助力第四次工业革命”为题开讲。本期讲堂由北京大学物理学院院长、北京现代物理研究中心副主任高原宁院士主持。

俞大鹏原本是低维量子材料物理领域的“科班生”和领军人物。上世纪九十年代中期，他到北京大学物理系任教。尽管当时科研条件、生活条件都比较艰苦，但沉浸在纳米世界的俞大鹏率先发展催化剂引导下的纳米线可控制备技术，制备了硅和金属氧化物纳米线材料，解决了规模、可控制备纳米线材料的难题，是半导体纳米线可控制备和物理性质研究方向的国际先驱；深入揭示了纳米线材料特有的尺寸和表面效应，尤其是在光场、电场、热场、力场、磁场调控下呈现出的新颖物理现象；系统发掘了纳米线材料的若干重大应用特性，发现了场致发射等若干重要的纳米线器件效应，发明了一系列纳米加工与精确操控技术，引领了半导体纳米线材料的应用基础研究。

与此同时，凭借“对新鲜东西的特殊敏感性和强烈好奇心”，俞大鹏开始关注量子计算领域。他说：“正是由于二十多年前就开始关注量子科学与工程，也正是由于在北大教书、带学生、搞科研二十多年里练就出对纳米线、纳米管、石墨烯等微观结构物理性质进行精确操控的能力和本领——而这些正是量子调控、量子计算的所有物理工具，因此我才有底气在将近知天命的年纪重起炉灶、二次创业，去追逐以前有过但没有实现的梦想。”

俞大鹏重返北大讲台，回忆起自己二十多年厚积薄发的沉潜

量子理论的诞生在上世纪引发第一次量子革命，直接催生了现代信息技术。进入二十一世纪以来，量子科技领域的新发现、新理论、新技术密集涌现，预示着第二次量子革命已进入起跑期和加速期；量子力学已初步为突破现代信息技术发展所遭遇的两大瓶颈——信息安全和计算能力做好了准备。如果说第一次量子革命是人类对量子规律的被动观测和应用，那么，第二次量子革命则是人类对量子状态的主动调控和操纵。

新一轮产业技术革命（即第四次工业革命）以量子信息技术、基因技术、新材料技术、新能源技术等颠覆性技术为代表，其基本特征是万物互联互通、信息物理化、信息数字化，因此在数字时代有“算力定义一切”“算力决定一切”之说。量子信息技术主要包括三大领域：一是量子保密通信，可以在理论上做到通信的绝对保密；二是量子计算，可以令人类的计算能力实现指数级增长；三是量子精密测量，可以将探测精度从微米级提升至“原子级”。量子计算由于具备强大的计算能力，日益成为改变世界竞争格局的重要力量和大国竞争的战略制高点。2022年9月，世界经济论坛发布洞察报告《量子计算现状：构建量子经济》；同年12月，中央经济工作会议首次明确提出，要加快量子计算等前沿技术研发和应用推广。

相比于经典计算，基于量子叠加、量子纠缠等原理的量子计算机有望发挥极限效应进行信息处理，因而可能快速解决经典计算机无法有效解决的问题。对于量子计算机的研发，俞大鹏介绍了发展具备50至100个量子比特的高精度专用量子计算机、研制可以相干操纵数百个量子比特的量子模拟机、研制可编程的通用量子计算原型机等国际同行公认的三个指标性发展阶段。目前，基于超导量子计算技术路线研发的原型机“悬铃木”（sycamore）和“祖冲之号”，以及基于光量子计算技术路线研发的原型机“九章三号”，都展示出所谓的“量子优越性”“量子霸权”；也就是说，针对特定复杂问题，上述专用量子计算机相对于“前沿”（Frontier）等当今运行速度最快的超级计算机，都展示出无与伦比的算力优势，尽管未来的路还比较长。“把通用量子计算机比做‘信息时代的原子弹’，一点也不为过。谁率先拥有它，谁将领跑世界。”俞大鹏表示，如何把握大势、抢占先机，加快构建自主的量子计算生态环境，为经济社会发展积蓄“量子算力”支撑，为国家安全建立“量子算力”防线，是我国科学家及产业界当前直面的重大现实问题。

俞大鹏表示，量子计算是智能处理无序大规模数据的颠覆性技术

推动量子科学与工程的基础研究是俞大鹏七年前决定南下深圳时最想做的事情，这与当时深圳布局基础研究机构的方向不谋而合。俞大鹏提起深圳国际量子研究院的优秀青年学者和他们在量子计算、量子物态与量子器件、量子极限传感、量子工程应用等方向上所取得的国际一流研究成果，如数家珍，自信又自豪。

同学们跟随俞大鹏的讲述，从宁夏到上海，从巴黎到北京，从北京大学到深圳国际量子研究院，感受着他对家乡不渝的眷恋、对事业如磐的信念和在逆境中坚不可摧的力量。

不可限“量”的未来等待智慧、勇气兼具的年轻一代去创造

俞大鹏在回答提问时指出，量子计算虽然源于物理学的研究，却早已不再局限于物理学家的探索，而是集重大科学发现、重大技术变革、重大应用需求于一体的系统工程。他热情地欢迎同学们加入这样一个挑战人类精确操控微观世界极限能力的跨学科、跨行业、跨部门的研究领域，形成中国量子计算接续奋斗的人才梯队。在他看来，从事科学研究，可以分为三重境界：一是把它当成饭碗，按部就班、循规蹈矩；二是把它当成好玩的事情，兴趣盎然、乐在其中；三是把它当成艺术品，精益求精，追求极致。他亲切地勉励同学们保持“初生牛犊不怕虎”的劲头，不懂就学、不会就练，在全新的领域敢想敢为，让中国在量子计算的赛道上更快、更高、更强。

物理学院赵清、廖志敏教授和凝聚态物理与材料物理研究所部分博士研究生现场出席。

俞大鹏（一排右三）、高原宁（一排右四）与听课师生为中国量子计算挺进世界第一方阵点赞