連續(xù)14個五一節(jié)，他都在實驗室研究量子計算機

新華社合肥5月2日電 題：連續(xù)14個五一節(jié)，他都在實驗室研究量子計算機

新華社記者徐海濤

5月1日早晨8時40分，42歲的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭國平像以往的13個五一節(jié)一樣，踏入實驗室大門。

“啾啾啾”，這是壓縮機在“鳴叫”；“嗡嗡嗡”，這是真空泵在“和聲”……實驗室里各種儀器聲匯成的“交響樂”，在他耳中特別和諧。哪個“樂手”不在狀態(tài)，一聽即知。

壓縮機，轉(zhuǎn)速正常；真空泵，指標(biāo)正常；液氮、液氦，液面高度正?！f起液氦，這可是讓郭國平14個五一節(jié)不能休息的“元兇”之一。量子計算的研究平臺，需要零下270攝氏度左右的環(huán)境。營造這樣的極低溫環(huán)境，一天需要消耗20多升液氦，而液氦偏偏又很貴，100多塊錢一升。

“我們有兩個研究平臺，也就是說，一天不干就要白扔五六千塊錢。如果關(guān)掉幾天再重啟，要幾萬塊錢?！惫鶉秸f，為了不浪費科研經(jīng)費，他的實驗室從2005年建立到現(xiàn)在，基本上全年無休，兩班倒24小時運行。“前五六年人少，主要是我一個人值班。后來同事、學(xué)生多了，我平時輕松一些，但是節(jié)假日要讓學(xué)生回家，還是我們當(dāng)老師的值班?！?/p>

檢查完儀器儀表和前一天數(shù)據(jù)采集情況，郭國平開始準(zhǔn)備芯片樣品。他花了1個多小時，在長寬不到一厘米的芯片板上，焊上50根線。然后來到另一個房間里的研究平臺，拆下懸在空中一米多高的圓柱形罐子，露出量子計算機的“真容”：一層一層金黃色的圓形面板，之間用柱子和密密麻麻的線束相連，像一個豪華大吊燈，又像一個多層的旋轉(zhuǎn)木馬。

郭國平把芯片樣品放進“大吊燈”，對接芯片和儀器儀表引線，啟動程序，開始測試芯片狀態(tài)。

20世紀(jì)80年代，諾貝爾獎獲得者理查德·費曼等人提出構(gòu)想，基于兩個奇特的量子特性——量子疊加和量子糾纏構(gòu)建“量子計算”。相比電子計算機，量子計算機理論上運算能力將有幾何級數(shù)的增長，被認為將是下一代信息革命的關(guān)鍵動力。

2005年，郭國平因為量子通信方面的科研成果獲得中科院院長特別獎，同年獲得中科大博士學(xué)位并留校工作。但是，他做出了一個一些人認為“很傻”的決定，放棄已經(jīng)做得風(fēng)生水起的量子通信研究，改做量子計算。

“那時候我真的被認為是‘愣頭青’。量子計算當(dāng)時在國內(nèi)的基礎(chǔ)近乎空白，與先發(fā)國家差距巨大，而且研究起來很花錢，又難出論文。”郭國平說，他之所以愿做“愣頭青”，是因為“這個東西對國家太重要了”。

此道不孤。在導(dǎo)師郭光燦院士等人支持推薦下，剛剛博士畢業(yè)的郭國平組建起量子計算研究小組。

研究量子計算機是一個系統(tǒng)工程，從芯片設(shè)計到納米加工、檢測、數(shù)據(jù)分析、軟件編程，涉及物理、微電子、機械、軟件等多個學(xué)科，而他們大多從頭干起。

“在實驗室從切割硅基板到做出芯片，一切順利的話，一個流程得三四天?！痹?jīng)是郭國平的學(xué)生、如今已留在實驗室工作的特任研究員李海鷗說，做芯片時要在密閉的超凈間里一呆十幾個小時，大多數(shù)時間必須站著，經(jīng)常站得腿發(fā)抖。

經(jīng)過艱苦努力，郭國平的研究小組2009年在國內(nèi)首次實驗實現(xiàn)了量子霍爾效應(yīng)。從2012年到2017年，他們先后實現(xiàn)了基于半導(dǎo)體的單比特、兩比特、三比特量子計算。實現(xiàn)國內(nèi)零的突破，跟上了國際先進科研機構(gòu)的節(jié)奏。

雖然進步很快，但郭國平認為仍然要承認與先進機構(gòu)的差距?！拔覀兤鸩酵?、基礎(chǔ)差，別人經(jīng)過的路甚至踏過的坑，我們也必須一一走過，才可能有技術(shù)積累。”郭國平說，要追上別人，造出真正有實用價值的量子計算機，唯有日夜兼程。