郭国平

人人都说量子计算路途“寂寞”，道阻且长，但他依然愿做挑战“风车”的“堂吉诃德”，坚信行则将至。

当笔者见到这位年轻的科学家，初次谈及量子计算时，他说：“量子计算就像一个山洞，我们不知道里面有没有宝藏，但一定要有勇气冲进去，看看它到底长什么样。”

回首这二十年的耕耘，郭国平一再提起的是他量子报国的决心。

 从0到1的量子梦想

 2000年，从中国科学技术大学物理系本科毕业保送直博读研，郭国平一直从事量子信息的学习和研究工作。期间，他发现当时美国、荷兰、日本等国家的顶级高校都在从事半导体量子计算方面的研究，但在这方面中国还是空白。

量子计算能做什么？这是大多数人不了解的。

简单来说，相比较传统的计算机，量子计算机特别擅长处理海量的数据、模拟基于海量数据的微观世界的运行规律，对海量的数据进行运算、检索、快速处理、优化组合。因为量子计算机的基本计算单元——量子比特可以同时是0和1，即允许“叠加态”共存，这才让其拥有强大的并行计算能力。

量子计算机可以解决很多经典计算机难于解决的问题，这对国家来讲太重要了。“放眼未来世界格局，国力的竞争就是算力的竞争，世界各国都对颠覆传统计算方式的量子计算机格外重视。”24岁的郭国平心中萌发了量子报国的理想，“中国，一定要有自己的‘量子算力’！”

当时，中国量子信息科学奠基人、中国科学院院士、郭国平的导师郭光灿也意识到未来实验室的战略部署需要固态物理。于是，在导师的支持下，郭国平从零开始建立国内首个半导体量子芯片研究组，竞争国际量子计算的制高点。

相较于量子光学、量子通信而言，量子计算是一条更难走的路，需要付出巨大的代价。郭国平二十几年来一直在这个领域辛勤耕耘，也取得了很多瞩目的成绩。

2010年，郭国平获得科技部A类国家重大研究计划（“超级973”）科技专项“固态量子芯片研究”重大项目，任首席科学家，并于2013年成功在“一个电子”上实现10皮秒级量子逻辑门运算，将原世界纪录提高近百倍，为基于半导体的“量子计算机”的实现迈出重要的第一步。

但在那时，谷歌、英特尔这样的巨头已经开始把量子计算由实验室向工程化、产业化奋力推进。而中国的量子产业，依然是曙光出现之前的一片黑暗，与先进发达国家差距巨大。

郭国平意识到，光靠学校、实验室和研究院研究科研成果，而不能实现量子计算机工程化、产业化，是没法和IBM、谷歌、英特尔这样的巨头竞争的。他说：“一旦量子计算成功了，那肯定是一个巨大的代差，可能就是火器与冷兵器的差别。”

于是，2017年9月，郭光灿院士与郭国平带领中科院量子信息重点实验室博士团队，联合创立了专注研制量子计算机的创业企业——合肥本源量子计算科技有限责任公司。

 从实验室到工程化量子计算机建设

郭国平在实验室

信息技术的进步有时超乎人们的想象。回到1946年，谁又能想到，人类首台电脑，这个重达30吨、3层楼高的庞然大物，如今可以浓缩成米粒大小。

如今，研发量子计算机这条路也是如此。在本源量子计算体验中心的实验室外，通电玻璃外侧可以看到，内部搭载着两台几乎占满整间屋子的大机器。

据了解，固态量子芯片得在极低温环境下工作，且对实验环境要求较高，人们很难直接去使用它。因此，通过建立云平台，就可以满足人们对量子计算“尝尝鲜”的需要。

郭国平对笔者说：“你看房间里这台‘悟源’，就是我们去年9月份上线的完全工程化的六位超导量子计算机，目前开放到云平台上给大家免费使用。后面那台是半导体量子计算机‘悟本’，预计今年会上线到云端。”

去年，郭国平团队建成了这台完全自主知识产权工程化超导量子计算机，对于通用量子计算机建设来说，这只是初步阶段，但却是很重要的一步，是未来向实用化道路走出的第一步。

目前，他的团队正在攻克的是国际上主流的两条量子计算研究线路：超导和半导体量子计算。虽然与国际“领头羊”还有3至5年的差距，但在郭国平看来，这些差距主要不在科研，而在工程、工艺方面。量子计算机是一个整体，芯片之外，测控、软件、算法同样需要高度重视。他说：“哪怕几根导线之间微弱的干扰，都会影响整体的计算性能。”对郭国平和他的团队来说，从基础的芯片设计到纳米加工、检测、数据分析、软件编程，这是一个系统工程，都得从头干起。“很多工作都是摸着石头过河，没有现成的数据和先例可以借鉴。”因此，研发过程中，很多技术参数需要不断地摸索和调整。

谈及创办本源量子的初衷时，郭国平说：“本源的最高目标就是造出中国自己的量子计算机。”他也提到，“还有一个想法，就是让我们国家从事量子计算方面学习和研究的毕业生，可以继续投入到量子计算的攻关中去。中国量子计算的研究力量需要不断积累，只有这样，才有可能实现量子计算机工程化发展，推进产业化运用。”

研究量子计算就像“用一个一个原子垒起一座金字塔”一样难，但为了中国早日拥有“量子算力”，郭国平愿为此奋斗终生。

 为量子计算贡献中国力量

 这几年，哪怕是节假日，郭国平不是在实验室，就是在去往实验室的路上。在他看来，如今每一分每一秒都弥足珍贵。目前，世界多国在研制量子计算机，这是一条无形的赛道，大家都在朝着实现通用型量子计算机的目标努力。

合力，此时显得尤为迫切。郭国平告诉笔者，量子计算机的研发，需要多种不同学科、不同产业方向的融合协作，需要全社会的共同努力。只有越来越多不同行业的企业加入研发，才能让量子计算有更多应用场景，从而极大地推动量子计算机的研制效率。基于这一初衷，本源量子构建了量子计算产业联盟，与金融、生物制药、化学材料、人工智能等产业开展合作，同时，广泛申请量子计算专业领域各项核心专利，做好前瞻布局。

“创立本源本身就肩负了国家使命和个人的情怀理想。我们的最终目的是让国家有的用，增强我们国家的竞争力，同时，为人类探索量子计算贡献中国人的力量。”郭国平说，“我们希望，在量子计算上，能够为国家抢到足够多的核心专利，让中国能够在全球量子计算科研领域占有一席之地，能够跟上国际领先的前沿科技步伐。”

星星之火可以燎原，郭国平希望通过产学界的共同努力，在未来量子计算展现出巨大价值并被广泛应用之时，中国不会只是这个领域的看客。

目前，郭国平团队已经在研发下一代超导量子芯片与量子计算机控制系统，预计今年将推出第二代20比特的“悟源”超导量子计算机，未来两年内推出50比特到100比特的量子计算机。

探索量子计算道阻且长，但中华民族之所以能够屹立在世界民族之林，是因为永远都会有一批勇士愿意站出来，为民族进步和复兴披荆斩棘、奋勇前进。郭国平和他带领团队亦如是。 

郭国平，中国科学技术大学教授、博士生导师，中科院量子信息重点实验室副主任，中国科学技术大学微电子学院副院长，国家重点基础研究发展计划项目首席科学家，国家杰出青年基金获得者，合肥本源量子计算科技有限责任公司创始人兼首席科学家。2006年6月加入民革，现为安徽省政协委员、民革中国科学技术大学支部委员。

自2010年开始，作为首席科学家连续承担973国家重点基础研究发展计划项目（Ａ类）“固态量子芯片项目”和“半导体量子芯片项目”，并作为负责人主持多个国家自然科学基金委项目和中科院项目。在实用化量子计算，特别是量子芯片、量子测控仪器仪表、量子软件、量子计算机操作系统和量子云计算领域，取得了多个重要成果，在国际主要学术期刊发表论文100余篇，拥有量子计算相关专利30余项。

2017年创立合肥本源量子计算科技有限责任公司，秉承“造出中国自己的量子计算机，并让国人用上”的初心，将本源打造成为目前国内唯一一家能够出货真实量子计算机及其软硬件和配套落地服务的产业化基地，专注量子计算全栈开发，各软、硬件产品，推广量子计算教育培训，应用服务于各行各业。