什麼是量子計算?
量子計算是一種遵循量子力學規律調
控量子信息單元進行計算的新型計算模式
前不久
中國科學技術大學宣布成功研製了
目前國際上超導量子比特數量最多的
量子計算原型機「祖沖之號」
操縱的超導量子比特達到62個
並在此基礎上實現了
可編程的二維量子行走
不難預料
「祖沖之號」的成功
不僅讓中國向實現量子計算
第二座里程碑的目標
邁進了一大步
更會促進中國各地方
加速量子科技的發展
成都的量子科技發展該如何破題？今天的「成都科技人」系列報道，帶我們走近中微達信創始人曾耿華。
曾 耿 華
成都中微達信科技有限公司創始人
曾耿華從中科大畢業，在國家某重要科研院所工作多年後響應雙創號召，於2017年和幾位同事創立中微達信。中微達信以高速信號處理起家，憑藉過硬技術切入量子計算領域，在2018年協助院士團隊研發出國內首個國產量子計算控制系統，是成都本土成長起來的量子計算產業鏈代表企業。
自傳統賽道躋身量子產業鏈前沿，中微達信做了什麼？在交流中我們發現，不管是在項目合作還是公司運營上，曾耿華都喜歡用相似思路分析問題：以確定倒逼不確定。這種思路，或許正是成都在未來量子時代打開局面的關鍵。
曾耿華認為，中國頂尖的量子物理學家多集中在合肥、北京、上海、深圳，導致成都量子產業不具備先發條件。但成都擁有獨特優勢，譬如電子信息產業就能和量子技術產生大量交集。成都大可鼓勵優勢產業形成針對量子技術的產業優勢，憑藉「確定」的長板倒逼「不確定」的量子賽道完成布局。
與院士團隊合作，切入量子科技領域
2017年前後，中國雙創如火如荼。彼時曾耿華和同事看到了國內外的大趨勢，深感科技創業正當時，於是毅然放棄國家科研事業單位中層幹部職位，創立中微達信：「我們認為要創好業，還得破釜沉舟，豁出去才能成功。」
創業之初，中微達信立足於團隊最熟悉的高速信號處理和精密測控領域，不久便引起了某院士量子計算團隊的注意。
和量子計算產生交集，曾耿華中科大的求學背景雖起了一定作用，但機會只青睞準備充分的人。
「在我們之前，院士團隊已經找了幾家科研單位合作研製量子計算控制系統，但沒有成功，後來機緣巧合問到我們，」曾耿華回憶道，「他們最初也是抱著探討的態度，但我們詳細評估了項目，組織核心人員協助院士團隊論證，並提出了令人信服的技術實施方案。他們有了信心，決定讓我們來做，事實也證明他們的選擇是對的。」
為何中微達信能夠做成這個項目？曾耿華認為原因不外乎三點：一是團隊優秀，中微達信創始團隊技術積累足夠，系統工程經驗豐富，遇到的技術障礙要比其他團隊少；二是決心不同，公司有創業激情，創新動力足，辦事流程簡單工作效率高，可以在短時間內完成很有挑戰的項目；三是運氣不錯，院士團隊提出的要求，中微達信的整體團隊能力恰好能夠滿足。
而在合作過程中，中微達信團隊的專業性再次打動了院士團隊，讓他們意識到這家初創公司確實能為量子計算的研究提供有力支撐，因此雙方後續的合作越來越緊密。在曾耿華看來，這是一個信任不斷加深的過程。
曾耿華表示， 量子計算目前還處在科學工程階段，還不是成熟產業，其中蘊含著很多跨學科的科學、技術和工程問題亟待解決，因此需要組織跨領域的專家一起參與，研發挑戰不小。
比如溝通方面的挑戰：「研究量子計算的物理學家對量子力學是精通的，但術業有專攻，他們不一定對偏電子學的控制系統非常清楚。這就導致溝通需要翻譯，就是說物理學家的語言，如何讓我們理解，而我們的語言，又如何讓他們理解。」
曾耿華表示，量子計算控制系統的目標，是要對量子計算CPU晶片中的量子比特進行測量和控制，而量子比特一般承載在最小物質單元上，常用的如電子、離子、光子等。
為測量控制這些最小單元，院士團隊提出了用物理語言描述的技術要求，曾耿華的團隊必須理解這些要求並將其翻譯成工程語言。經過翻譯才會發現，有些參數是可以實現的，有些參數則需要商榷。至於為什麼，曾耿華團隊還需要把工程語言翻譯回物理語言，進而說服對方調整方案。
「經過三年合作，現在我們已經可以理解他們的語言，他們也開始理解我們在做什麼了。」曾耿華表示。
中微達信研製的量子計算控制系統
再如工作風格的挑戰：「搞科學的風格和搞工程的風格很不一樣。搞工程需要任務書，你告訴我什麼，我做出來什麼，你沒說清楚，對不起，說明這還不是我的工作。但搞科學不是這樣，科學有很多不確定性，因此科學家提出的方案經常發生變化。」
科學探索本質是試錯，所以出現錯誤並不可怕；工程實現務求精確，錯誤可能導致不可挽回的災難。科學經歷無數次失敗只需成功一次，工程卻連半次失敗都不能容忍。
在曾耿華看來， 工程看重需求定義，因為定義會決定產品質量，如果定義不明確，也就不可能做出可靠產品來，但科學屬於對不確定的探索，需要調整、改變和創新才能出成果。這種底層衝突導致科學家和工程師的思維方式不同，進而令雙方行事風格出現差異。
這種差異不僅影響產品質量，某種情況下還影響公司經營。曾耿華指出，量子計算有很多問題都還在發展過程中，還需要考慮來自國際層面的技術競爭，因此無法避免疊代方案，但對公司來說，這種反覆調整會增加大量研發成本。
為解決這個挑戰，曾耿華嘗試了很多方法，最後發現有兩招最有效：
一方面加強溝通，要主動積極地提醒對方是不是還有認識不到位的情況，甚至啟發對方提出來，然後雙方共同梳理清楚那些尚不明確的技術細節；
另一方面，雙方共同做好產品規劃，根據技術發展的總體態勢，規劃出可擴展的幾種產品形態，化零為整，把連續的小調整變成分階段的大調整。
隨著不斷克服挑戰，雙方默契日益加深，合作研製的量子計算控制系統疊代至第三代，而中微達信的知名度也得以提升，成為一家貼上了量子科技標籤的企業。
「我們做量子計算控制系統，本質上是以第三方角度，把我們在電子信息領域內多年的基礎研究、工程經驗和產品積累為量子計算所用，這就是我們參與到量子產業中去的定位。曾耿華指出：「 量子計算雖然離真正成為產業還有一段距離，但對於我們這種生產性服務的定位來說，有需求方，有供給方，它已經呈現出產業的特徵了。」
值得一提的是，今年初，與中微達信合作的院士團隊在成都註冊成立了公司，聚焦量子計算儀器儀表生產。院士團隊落子成都，除成都政府的大力邀請外，與中微達信也不無關係——畢竟中微達信幫助他們解決了不少量子計算儀器儀表工程化的關鍵問題，讓量子圈看清了成都電子信息硬實力。
布局量子產業，成都需出「奇兵」
根據成都「十四五」規劃，成都將超前布局量子網際網路等前沿技術，圍繞產業鏈創新鏈供應鏈打造量子通信等成都新經濟特色新賽道。
但具體怎麼布局，需要進一步深化論證。
在曾耿華看來，成都有電子科技大學、四川大學等著名高校，在量子信息研究領域有較多積累，但在發展量子相關產業方面還不具備整體優勢，因為中國頂尖的量子物理學家集中在合肥，在上海，在北京，在深圳，能夠把控全局的戰略科學家並沒有在成都形成集聚，想要全面發展難度不小。
他指出，要扭轉這一局面，成都須出「奇兵」，另闢蹊徑。成都應該以資源稟賦的確定倒逼量子科技等新賽道的不確定，尋找適合自己的「第二落點」，以頂層思考來定位城市所處的產業環節，拒絕跟風布局。
如何找到「第二落點」？
曾耿華以自己熟悉的量子計算舉例說明：量子計算的產業化，不僅意味著量子計算機的製造，還意味著量子計算機的使用，這需要大量軟體來支撐，軟體研發就是潛在的「第二落點」。
而聚焦量子計算機的製造，如果說量子計算晶片是「第一落點」，那占據量子計算主要成本的控制系統，乃至整機的製造，也是潛在的「第二落點」。
要將「第二落點」坐實，還需和城市優勢結合。
比如電子信息是成都首個破萬億規模的產業，企業、人才、技術等資源已經積累了較長時間，潛力不俗，足以和量子科技可以產生大量交集，這些交集包括基礎性的控制系統硬體，中微達信正是憑此切入了量子計算賽道。
「如果拿傳統計算行業類比量子計算， 成都不一定要培養像intel這樣的主晶片廠商，但培養像華碩這樣的板卡廠商，培養像戴爾這樣的整機品牌廠，還是很有希望的，」曾耿華判斷道，「我們的目標，就是成為量子計算領域的華碩。」
再比如成都作為軟體名城，既集聚了大量軟體人才，也夯實了人才培育基礎。據成都市經濟和信息化局數據顯示，目前在蓉60家高校（含高職）開設軟體及相關專業約98個，全市軟體及相關專業每年畢業學生約4.3萬人，其中本科以上畢業生超過2.3萬人。
雖然編寫量子計算相關軟體，需要既懂量子特性、又懂計算理論的人才，目前這方面人才可以說幾乎沒有，但只要能夠提前布局人才培育，等到量子計算應用開發成為風口，成都定能奪得先機。
曾耿華認為， 一旦成都擁有了產業鏈條上某環節的「專精特新」企業或人才優勢，就和產業建立了不可替代的聯繫，話語權自然便會提高，對頭部企業的吸引力也會大大增強。而這種關鍵企業和優勢，如果靠招引得來，就像無本之木容易流失，非得下苦功夫，從自身資源稟賦中培育出來不可。
第二次量子革命帶來顛覆式創新
作為創業公司掌舵者，曾耿華打算把中微達信發展成研製銷售產品的品牌公司，而非以接項目為主的研發工作室：「研發類項目需求常常變化，做起來吃力不討好，成本也難以控制。」
但為何他當初還是接下了量子計算的研發項目？
曾耿華認為，量子計算跟其它領域的研發項目不太一樣：量子計算是科學工程，也就是具備科學深度的工程，有著工程體量的科學。量子計算未來市場潛力不可限量，同時當下工程規模也不小，提早布局有利於公司構建行業壁壘，並形成循序漸進的長期戰略。
進入量子計算市場，對曾耿華來說實屬順勢而為，他相當看好量子科技興起的「大勢」。
曾耿華表示，第一次量子革命其實在100多年前就開始了，基於量子力學原理，核能、半導體電晶體、雷射、核磁共振等諸多技術問世，極大地改變了人類的生活。
第一次量子革命所產生的技術，大多基於量子力學原理下基本粒子的集體行為。例如電燈通電發光，就是基於電子能級躍遷而輻射光子的原理，但電燈輻射的光子是大量的，而非單個的，發光現象誕生於光子的集體行為。如今人類已經可以精細地操控單個原子、單個電子、單個光子，這將引發第二次量子革命，大量微觀世界的量子現象有望真正影響到宏觀世界，並帶來顛覆式創新。
這些顛覆式創新，在量子信息技術三大領域——量子通信、量子計算、量子精密測量中均會湧現。
量子通信能保證通信不會泄密，或將重構信息戰的傳統邏輯；
量子計算帶來的算法革新，可能在密碼破譯、金融分析、醫藥開發、人工智慧等領域引發算力的爆炸式增長，大幅提升這些領域的生產力；
而在量子精密測量領域，比如美國已在研究用里德堡原子製造傳感器和通信接收器，用以取代傳統射頻系統，且靈敏度比傳統系統高數個數量級。
因為工作波長的問題，傳統射頻天線大小形狀各異，有的甚至高達三層樓，這催生出了一個以天線研製為代表的射頻微波產業，成都有許多這方面的公司。
用里德堡原子通信，可把接收端的射頻天線縮小到粒子尺度，這將徹底顛覆傳統射頻微波行業，甚至影響未來移動通信7G、8G的發展方向。 在此項技術對產業產生實質影響之前，成都就應重視起來提早布局。
曾耿華表示，國家高層已經意識到，「量子科技發展具有重大科學意義和戰略價值，是一項對傳統技術體系產生衝擊、進行重構的重大顛覆性技術創新，將引領新一輪科技革命和產業變革方向」。這幾句話高屋建瓴，點明了全世界爭相布局量子科技的原因。
成都科技人
是成都科技融媒體中心聯合雨前顧問共同開設的欄目，用「比學術期刊大眾化，比新聞報道專業化」的視角，聚焦成都在科技創新之路上的前行者，從產業前沿觀察到行業動態分析，從技術壁壘構建到產品打磨疊代，通過對話成都的硬科技從業者，推出聚焦成都的科技產業深度內容。
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聯合出品：成都科技融媒體中心、雨前顧問
美編/校對：何華
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