专访全国政协委员丁洪院士：量子计算是一场不能落后的“指数级竞赛”

3月6日，全国政协委员、中国科学院院士、物理学家丁洪接受记者采访

随着量子科技被确定为中国未来产业的核心组成部分，这个曾经仅存于物理学家想象与公式中的微观世界，正以前所未有的速度向我们走来，成为驱动新一轮科技革命与产业变革的关键力量。

为此，两会期间，《今日中国》专访了全国政协委员、中国科学院院士、物理学家丁洪。他长期深耕凝聚态物理与量子科技，带领团队在拓扑量子计算这一前沿方向上取得了世界瞩目的突破。

拓扑量子计算：一场通往未来的“持久战”

量子世界遵循着与宏观世界迥异的物理法则。其“叠加”与“纠缠”等特性，为信息技术带来了颠覆性潜力。然而，将理论优势转化为现实应用布满荆棘，量子计算作为“皇冠上的明珠”，挑战尤为严峻。

当前，全球在超导、光量子、离子阱等多条技术路线上激烈竞逐。尽管量子比特数量显著增长，但所有路线都面临一个共同瓶颈：量子退相干。量子比特极其脆弱，如同在狂风中搭建一座精密的沙堡，极易受到环境噪声的干扰而出错，而有效的量子纠错方案又异常复杂且代价高昂。

面对这一根本性难题，丁洪团队选择了一条更具挑战、但可能一劳永逸的道路——拓扑量子计算。其核心在于“天然容错能力”。“它利用物质特殊的拓扑性质来编码和保护量子信息，如同为娇贵的量子比特穿上了一层坚固的‘拓扑盔甲’，使其对外界微小扰动具有天然的免疫力。”丁洪解释道。理论上，一旦实现，拓扑量子比特将拥有前所未有的稳定性。

然而，理想与现实之间横亘着巨大的鸿沟。“全球范围内，一个真正稳定、可用于计算的拓扑量子比特尚未被制造出来。”这正是丁洪团队工作的价值所在。他们基于铁基超导材料，发现了“马约拉纳零能模”存在的关键证据，为制造稳定的拓扑量子比特提供了一个极具前景的物理系统——“铁马平台”。

其关键突破在于实现了巨大的“拓扑能隙”。拓扑保护能力的强弱，与拓扑能隙的大小呈指数关系，丁洪强调，“我们‘铁马平台’的能隙，比国际上其他主流方案大了近50倍。这意味着抵抗环境干扰的能力被指数级地增强，是目前最有希望制备出高质量、稳定拓扑量子比特的候选体系之一。”

这场前沿领域的艰苦攻坚，也让丁洪对科研组织模式产生了深刻反思。他指出，在量子计算这样的未来产业中，“基础研究—应用开发—产业化”的传统线性链条已经失效。“它更像一个循环迭代、紧密结合的过程，”他强调，“工程化的挑战会反向推动基础科学的突破，产业化的需求则会重新定义基础研究的方向。在这个领域，最前沿的学术，就是最前沿的工程。”

AI加速器：为前沿科学装上“超级大脑”

面对量子计算等领域的巨大挑战，一个强大的助推器正加速到来——人工智能（AI）。丁洪密切关注AI的发展，不仅因为它是改变各行各业的通用技术，更因为它正成为攻克重大科学难题的利器。

“我曾说，中国未来科学发展将迎来黄金十年。现在看来，在AI的催化下，这个势头在持续加速态势。”丁洪认为，AI的爆发式增长，是驱动当前全球科技发展呈现“超角速度”的最强引擎之一。

在量子领域，AI的赋能作用尤为直接。“设计高效的量子算法是核心任务之一，但量子世界的规律极其反直觉，人脑很难凭空构想。AI不受人类思维定式的束缚，在探索和设计新算法方面具有独特优势。”丁洪说。

当然，技术的飞速发展也催生了滥用问题。对此，丁洪的看法十分辩证：“这是技术发展的必然伴生现象，但我们不能因噎废食。”他相信，技术问题终将由技术制衡，其对社会进步的推动作用远超负面影响。最后，他指出了这场技术变革的紧迫性：“在传统产业，落后十年或许还有机会追赶；但在AI和量子计算这样的指数级发展的领域，一旦落后，差距会迅速拉大到令人绝望的程度，追赶的难度将是几何级的。”

人才培养：构筑科学“黄金时代”的基石

无论是攻坚量子计算，还是驾驭AI浪潮，关键之一便是人才，以及孕育人才的创新生态。

回顾自2008年回国至今的历程，丁洪对中国科研环境的巨大进步感触颇深，国内许多实验室的基础设施已是国际顶尖水平。但他也清醒地指出了差距所在：“但在顶尖理论研究，特别是大师级人物的储备上，我们与科技强国长期积累的优势相比仍有不足。”这既需要时间沉淀，更需要一个能激发顶尖人才持续产出的创新环境。

在人才培养上，他特别强调跨学科复合型人才的重要性。“观察OpenAI的创始人，你会发现他们既是顶尖的技术专家，又具备敏锐的产业和商业嗅觉。”他认为，未来的教育体系必须打破学科壁垒，鼓励跨领域探索。AI工具的普及，正使年轻人有能力在更短时间内掌握多学科的核心知识，成为新时代的“通才”。

这场深刻的科技变革，同样呼唤着全新的创新组织形式。丁洪认为，中国亟需探索建立能让科学、技术与资本高效协同的新型创新联合体，彻底打破高校、科研院所与企业之间的壁垒。“要让企业成为大学的课堂，让真实的市场需求成为实验室的课题，才能真正实现前沿研究与产业应用的无缝对接。”

“科学家精神不是要做苦行僧，”他坦言，“科学研究本身是一件极富乐趣和回报感的事。成为一名科学家，应该和从事其他任何受人尊敬的职业一样，是基于内心的热爱，并能获得社会的高度认可。”他欣喜地看到，越来越多优秀的年轻人投身科研事业，共同创造着一个前所未有的“黄金时代”。

记者：夏媛媛

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