根據(jù)新智元獲得的最新消息，量子技術(shù)領(lǐng)域重量級人物施堯耘已經(jīng)確認(rèn)加入阿里巴巴，擔(dān)任阿里云量子技術(shù)首席科學(xué)家。

施教授是最新入職阿里巴巴的又一名領(lǐng)軍型的人物。6月26日，阿里巴巴宣布，亞馬遜級別最高的華人科學(xué)家任小楓加盟阿里，出任iDST首席科學(xué)家和副院長。之前公開宣布加入阿里巴巴的人工智能專家還有前南洋理工大學(xué)教授王剛。

在接受新智元的獨(dú)家專訪時，施堯耘教授表示，加入阿里巴巴的原因很簡單，“阿里巴巴要做的也正是我要做的：讓量子計(jì)算落地阿里云不僅強(qiáng)力支撐量子，也是未來量子應(yīng)用的輸出渠道。阿里做量子計(jì)算的源動力就是要做好云計(jì)算?！?/span>

云計(jì)算本質(zhì)是計(jì)算能力。所以我們要問最強(qiáng)大的計(jì)算能力是什么？施堯耘教授在采訪中提到，只要認(rèn)同量子力學(xué)是準(zhǔn)確的物理規(guī)律，量子計(jì)算可能就是終極計(jì)算。阿里云把量子計(jì)算做好，就能提供更強(qiáng)大的云計(jì)算服務(wù)。

施堯耘教授在阿里巴巴的主要工作和角色是組建并負(fù)責(zé)阿里云量子研究團(tuán)隊(duì)。

談及在阿里巴巴的發(fā)展目標(biāo)，施堯耘教授介紹說，我們量子項(xiàng)目的目標(biāo)是在未來，阿里云的所有用戶在安全方面能夠得到經(jīng)典密碼學(xué)無法提供的量子密碼的保護(hù)。只要量子力學(xué)是準(zhǔn)確的物理規(guī)則，這種安全是沒有人、即使傾國之力都無法破解的。藏在阿里云里的量子計(jì)算將對多種問題急劇加速計(jì)算。這些問題大體可以分成兩類：模擬量子系統(tǒng)，和傳統(tǒng)計(jì)算任務(wù)比如機(jī)器學(xué)習(xí)、組合優(yōu)化等。模擬量子系統(tǒng)的計(jì)算有廣泛的應(yīng)用：尋找新材料、新藥物、新的化學(xué)反應(yīng)鏈等。而機(jī)器學(xué)習(xí)和優(yōu)化則更是無所不在了。可以想像，云端量子計(jì)算可以開創(chuàng)新的高科技生態(tài)環(huán)境，也可以使的機(jī)器學(xué)習(xí)和優(yōu)化算法驅(qū)動的無數(shù)的應(yīng)用運(yùn)行得更快更好。

新智元了解到，施堯耘1997年本科畢業(yè)于北京大學(xué)，后在普林斯頓大學(xué)取得計(jì)算機(jī)科學(xué)博士學(xué)位，是密西根大學(xué)安娜堡分校終身教授。

在理論量子信息科學(xué)領(lǐng)域，施教授涉獵頗廣， 研究主題包括：量子算法和復(fù)雜性，量子通信復(fù)雜性，量子系統(tǒng)和量子計(jì)算的 經(jīng)典模擬，量子信息學(xué)和量子密碼學(xué)。

針對研究領(lǐng)域，施堯耘教授對新智元介紹說，我在學(xué)校時是這樣介紹自己的：”I’m a computer scientist who works on the mathematics of information for this physical world.” 所以我的研究是很交叉的。我常常開玩笑我的量子知識在指數(shù)級的減少。這么說是相對于整個領(lǐng)域指數(shù)級的擴(kuò)張。我進(jìn)入這個領(lǐng)域時每月在大家貼文章的arXive 上基本100篇以下?，F(xiàn)在5、6百。即使如此，我也轉(zhuǎn)戰(zhàn)的多個方向。最近幾年潛心做的是量子密碼學(xué)。一個主線索是問，當(dāng)我們使用的量子器件有可能壞了，或者可能被壞人碰過了，我們還能保證協(xié)議的安全么？我自己覺得自己只能體驗(yàn)經(jīng)典信息，無法直接感知到一個量子態(tài)。所以使用量子器件有非常本質(zhì)的信任問題。我和合作者發(fā)現(xiàn)，有一些任務(wù)，比如密鑰的產(chǎn)生，可以既做到安全，又可以使用用戶不信任的量子器件。

在被問及為什么要從學(xué)術(shù)界轉(zhuǎn)換到工業(yè)界，施堯耘教授對新智元說，是為了讓量子計(jì)算落地。他說：“到阿里之前的二十年我一直在做量子信息科學(xué)的理論研究?？梢哉f是紙上談兵、甚至是吹牛了二十年。特別是在寫研究經(jīng)費(fèi)申請的時候，總是說量子計(jì)算機(jī)一旦實(shí)現(xiàn)了就不得了了?！?/p>

這里邊還有一個曲折的故事。今年初的時候，阿里研究人員找到施堯耘教授，問他愿不愿意加入。他當(dāng)時很堅(jiān)決地說“No”。

“因?yàn)槲以趯W(xué)界很快樂。特別是最近幾年，感覺攀上了自己學(xué)術(shù)生涯的一個新的高峰?！?施堯耘教授對新智元回憶說。他說，當(dāng)時被問到一個問題：“如果阿里要做量子計(jì)算，有哪些環(huán)節(jié)，有哪些步驟？”

施堯耘教授對新智元說，作為學(xué)者，我和很多人一樣是在鉆牛角尖，沒有深入思考這些問題。我意識到如果下一階段如果能為量子計(jì)算的落地做出貢獻(xiàn)，加上20年的理論工作，我會對自己的選擇感到滿意。

后來聽說“伯樂”不只一位：科大的陸朝陽教授和潘建偉院士也向阿里推薦了施堯耘教授。他說：“國內(nèi)學(xué)術(shù)、工業(yè)界在發(fā)展量子技術(shù)上的協(xié)同精神很明顯?！?/p>

量子通信被業(yè)界公認(rèn)是對未來世界科學(xué)產(chǎn)生重大影響的革命性技術(shù)，中美等大國均投入巨大資源參與到這場未來之戰(zhàn)。

馬云宣布啟動阿里巴巴的“NASA計(jì)劃”，并說“現(xiàn)在所研究的目標(biāo)是為了解決10年、20年后的困難?！?nbsp;

2013年阿里巴巴就開始對量子通信進(jìn)行研究，2015年與中科院成立的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，這使得阿里成為首個大力投入量子信息科學(xué)的中國科技公司。

據(jù)介紹，2013年至今，阿里在量子通信技術(shù)上投入巨大資源，產(chǎn)出的專利達(dá)數(shù)十項(xiàng)，包括 QKD（量子密鑰分配）的算法實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)架構(gòu)， QKD和云計(jì)算結(jié)合的應(yīng)用， 量子通信云服務(wù)，以及量子通信和可信計(jì)算的結(jié)合等方面。

2017年5月3日， 中科大、中國科學(xué)院-阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室、浙江大學(xué)、中科院物理所等協(xié)同完成參與研發(fā)的世界上第一臺超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)在中國誕生 。

阿里巴巴資深專家石犀曾公開表示，最終會將量子加密技術(shù)和云計(jì)算進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，形成密鑰資源池，以普惠資源通過阿里云提供給用戶使用，從而彈性滿足用戶個性化需求。

國外大公司如微軟、谷歌、英特爾和IBM投入遠(yuǎn)超數(shù)千萬美元的資源，施堯耘教授如何怎么看待投入問題？ 他說，首先這是一個很燒錢的領(lǐng)域；上文提到的這四個公司的投入其實(shí)也還有很大增長的空間。大家都是從交學(xué)費(fèi)開始的。

施堯耘教授說：“阿里在量子方面的決心非常堅(jiān)定 。我喜歡說我沒有經(jīng)費(fèi)上限。并不是說行癲（阿里CTO張建鋒）給了我張空白支票，而是我堅(jiān)信團(tuán)隊(duì)成員的素質(zhì)是第一要素。高水平的人才總是稀缺的。招人是我的工作重點(diǎn)之一。我并不以花很多錢為目標(biāo)。這是一個長跑，我希望笑到最后?！?/p>

谷歌指出了早期量子計(jì)算最可行的三個商業(yè)用途：量子模擬，量子輔助優(yōu)化和量子采樣。采用這些技術(shù)，可以讓材料、金融、保健等行業(yè)從中受益。那么，阿里的商業(yè)變現(xiàn)策略是怎么樣的？

施堯耘教授表示認(rèn)可這個說法，當(dāng)然最后一個可以說的更廣泛一點(diǎn)，用量子技術(shù)來加速機(jī)器學(xué)習(xí)，或者發(fā)展基于量子硬件的機(jī)器學(xué)習(xí)辦法。我們的變現(xiàn)策略在這里沒有特別可以拿出來分享的。指導(dǎo)性的說，阿里提倡客戶第一，在量子方面也是。

量子計(jì)算當(dāng)下的發(fā)展會給人工智能的發(fā)展帶來什么樣的影響？量子計(jì)算機(jī)是否是我們實(shí)現(xiàn)強(qiáng)人工智能的必備條件呢？

施堯耘教授在接受新智元的采訪是說，當(dāng)下量子計(jì)算如火如荼，政府、學(xué)界、工業(yè)界都投入很大。當(dāng)然社會的期望值也很高。我們需要找到一個平衡點(diǎn)，資金供給方既要提供強(qiáng)力支持，有理性的期待；而研發(fā)人員既要努力向前，又要堅(jiān)守學(xué)術(shù)的誠信原則。

他說：“雖然我是理論研究者，我堅(jiān)信應(yīng)用是技術(shù)的最強(qiáng)的驅(qū)動力。人工智能、大數(shù)據(jù)是當(dāng)前量子熱度超前的主要動力之一。故而量子計(jì)算在人工智能方面的應(yīng)用也是學(xué)界的一個焦點(diǎn)?，F(xiàn)在從量子角度對機(jī)器學(xué)習(xí)的研究出現(xiàn)了許多創(chuàng)新的方向，同時人們也在嘗試用現(xiàn)有的雛形量子計(jì)算機(jī)加速機(jī)器學(xué)習(xí)。我有信心量子計(jì)算對人工智能最后會有巨大影響，體現(xiàn)在效果的提高、速度的加快。就像深度學(xué)習(xí)的革命，這些影響最終還是歸結(jié)于計(jì)算能力的提升。但是我不覺得量子計(jì)算是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)人工智能的必備條件。原因很簡單，人腦好像本質(zhì)上是個經(jīng)典計(jì)算機(jī)?！?/p>

根據(jù)新智元的了解，此件有學(xué)者認(rèn)為，量子機(jī)器學(xué)習(xí)是目前量子AI唯一取得突破的地方。那么在量子計(jì)算機(jī)中深度學(xué)習(xí)算法或者機(jī)器學(xué)習(xí)算法會有什么樣的發(fā)展？牛津-洛克馬丁-諾基亞有一個量子優(yōu)化和機(jī)器學(xué)習(xí)研究中心了，牛津認(rèn)為先不追求通用機(jī)，只要能運(yùn)行量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法就能有巨大回報(bào)了。施堯耘教授如何看待這一問題？

他說，因?yàn)榇笠?guī)模高信度的量子計(jì)算機(jī)還沒有出現(xiàn)，恐怕量子機(jī)器學(xué)習(xí)也還在沙演階段。AI本身也牽涉到很多計(jì)算問題，比如采樣，優(yōu)化等?？梢哉f對實(shí)際，包括AI，很重要的計(jì)算，量子科學(xué)家們都在研究。 施堯耘教授認(rèn)同不一定要通用機(jī)，解決問題就行。經(jīng)典計(jì)算也是這個趨勢。

那么量子計(jì)算和計(jì)算機(jī)科學(xué)是怎樣的一種關(guān)系？量子編程是可能的嗎？目前面臨哪些難題？

施堯耘教授介紹說，量子計(jì)算是個交叉學(xué)科，牽涉到物理，計(jì)算機(jī)，化學(xué)，數(shù)學(xué)等。在不同的發(fā)展階段這幾個方面從投入/產(chǎn)出比重看是個動態(tài)過程。公眾現(xiàn)在很自然地最關(guān)心實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家做出幾個量子比特，第一臺量子計(jì)算機(jī)何時到來。所以在圍繞做出量子計(jì)算機(jī)的課題是核心課題。相應(yīng)物理的影響最大。未來傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)課題像計(jì)算機(jī)工程，體系結(jié)構(gòu)，算法設(shè)計(jì)等從業(yè)者比例會上升。其實(shí)經(jīng)典計(jì)算也經(jīng)歷了類似的過程。

量子裸機(jī)除了發(fā)科學(xué)論文是沒有用處的。最終要運(yùn)行精心設(shè)計(jì)的量子算法。這樣量子編程語言作為描述量子算法的工具也是必要的。這方面的研究開始不久，相信有很大發(fā)展空間。一個有量子特性的問題是如何保證量子程序的正確性；這比經(jīng)典相應(yīng)問題難。多個公司也已經(jīng)有免費(fèi)下載的量子編程語言。當(dāng)然，沒有算法，編程意義不大。

量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)有著巨大的差異。此前，根據(jù) TechCrunch 的報(bào)道，Pund-IT 首席分析師查爾斯·金（Charles King）曾介紹說：“一方面，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于二進(jìn)制原理（通過開關(guān)半導(dǎo)體門電路來代表 0 和 1），而量子系統(tǒng)則使用量子位，量子位可能處于 0 或 1 的疊加態(tài)。從理論上來說，最終的系統(tǒng)可以利用量子機(jī)制，例如疊加態(tài)和量子糾纏，去提供數(shù)據(jù)處理功能?！?/p>

量子計(jì)算長期以來都被認(rèn)為是20年以后才會實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。但是，2017年開年時，《Nature》曾發(fā)表一篇名為，《2017年將是量子計(jì)算機(jī)從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)現(xiàn)實(shí)》為題，梳理過去一年量子計(jì)算機(jī)相關(guān)進(jìn)展，并預(yù)計(jì)2017年該領(lǐng)域值得期待的突破。認(rèn)為2017可能是這領(lǐng)域改變其“僅限于研究“的印象的一年。

計(jì)算領(lǐng)域的巨頭谷歌和微軟最近聘請了大量的重要人物，并且為剛開始2017年設(shè)置了一些具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)。他們的野心反映了一個廣泛的現(xiàn)象：量子計(jì)算正在從純粹的科學(xué)轉(zhuǎn)變到工程建造。初創(chuàng)企業(yè)和學(xué)術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室中也遇到了類似的情況。

“人們是真的在建設(shè)一些東西“，馬里蘭大學(xué)物理學(xué)家Christopher Monroe說，”我從來沒見到過這樣的現(xiàn)象，它（量子計(jì)算）已經(jīng)不僅僅是科學(xué)研究了?！癈hristopher 同時是初創(chuàng)企業(yè)IonQ的聯(lián)合創(chuàng)始人，這家企業(yè)創(chuàng)建于2015年。

谷歌在2014年開始研究基于超導(dǎo)超導(dǎo)的量子計(jì)算機(jī)。谷歌希望在今年，或者稍晚一些的時候，能夠超越最強(qiáng)大的“傳統(tǒng)”計(jì)算機(jī)所能做到的計(jì)算能力，這一里程碑式的成就被命名為量子霸業(yè)。谷歌的競爭對手——微軟，把賭注壓在了一個非常吸引人但是還未經(jīng)驗(yàn)證的概念——拓?fù)淞孔佑?jì)算上，并希望成為首個展示這一技術(shù)的公司。

對于大多數(shù)人來說，量子通信技術(shù)現(xiàn)在還是一個比較前沿的領(lǐng)域，那么這一領(lǐng)域真正發(fā)展到什么水平了？我們離實(shí)現(xiàn)真正的量子通信還有多遠(yuǎn)？

在談到這一問題之前，施堯耘教授首先作了一下澄清：人們一般談的量子通信技術(shù)的目標(biāo)不在通信本身，而是在于密碼。更準(zhǔn)確的講，在于在通信的雙方建立共同的秘密（所謂的密鑰發(fā)布，Key Distribution)。這個任務(wù)是雙方進(jìn)行秘密通信的第一步，故而是當(dāng)前秘密通信的基石。

施堯耘教授進(jìn)一步介紹說，量子密碼技術(shù)已經(jīng)實(shí)用了。不光有不少公司，成功的像國內(nèi)的國盾、瑞士的ID Quantique都賣產(chǎn)品多年了。而且據(jù)他所知，他們財(cái)政上是很健康的。話說回來，一個密碼系統(tǒng)系統(tǒng)要廣泛的使用需要經(jīng)過嚴(yán)峻的考驗(yàn)。施堯耘教授有個說法，所有密碼系統(tǒng)都是可以被證明是安全的，問題在于該證明的假設(shè)是不是成立。理論上安全實(shí)際上很容易被攻破的就是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)時的復(fù)雜情形使得理論證明的前提失效。量子密碼產(chǎn)品很新，所以恐怕還需要更多的磨練。他覺得攻擊量子密碼的研究需要大力加強(qiáng)。他說：“客戶第一是阿里巴巴的信念。有關(guān)客戶的安全，我們更不含糊。具體的講，在阿里云，我們將會發(fā)展量子攻擊的研究能力，目標(biāo)是要給客戶最大的信心，相信我們提供的基于量子技術(shù)的安全產(chǎn)品是經(jīng)得起考驗(yàn)的?！?/p>

在技術(shù)上，量子密碼的一大瓶頸是光子在光纖里傳幾十公里就不可用了。所以長距離的應(yīng)用目前只能靠可信的中繼節(jié)點(diǎn)。也就是說相離遙遠(yuǎn)的兩方的秘密有許多中繼也是知道的。并不是所有場合這樣的情況是可以接受的?；谛l(wèi)星的量子密碼協(xié)議可以解決這個問題。這也是中科院潘建偉院士領(lǐng)導(dǎo)的量子衛(wèi)星項(xiàng)目很重要的一個原因。另一個途徑是讓中繼能有量子糾錯的能力。量子糾錯能力也是量子計(jì)算的必由之路。故而量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展也許能根本解決量子密碼中的這一技術(shù)弱點(diǎn)。

現(xiàn)在的量子計(jì)算機(jī)技術(shù)主要由5種方法：超導(dǎo)回路（superconducting loops），囚禁離子，硅量子點(diǎn)（silicon quantum dots），拓?fù)淞孔颖忍兀╰opological qubits），鉆石空位（diamond vacancies），各家公司也都選擇了不同的路徑，如何評價這些方法？

施堯耘教授介紹說，量子計(jì)算目前的狀況相當(dāng)于四、五十年代的經(jīng)典計(jì)算。我們還不知道哪個技術(shù)會成為“量子晶體管”。所以整個行業(yè)需要嘗試多個路徑。上面提的幾個各有利弊。超導(dǎo)目前走在前列，大有“量子真空管”的樣子。就是說可以做大得可以解決實(shí)際問題，但又面臨嚴(yán)峻的瓶頸。鑒于歷史上晶體管后來居上，量子硬件的PK勝負(fù)還是很大的未知。

9月6日，之江實(shí)驗(yàn)室在杭州市正式揭牌成立。這個新的科研機(jī)構(gòu)是浙江省創(chuàng)建的開放協(xié)同的混合所有制新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，以創(chuàng)建國家實(shí)驗(yàn)室為發(fā)展目標(biāo)，依托浙江大學(xué)和阿里巴巴集團(tuán)為主要研究力量，落戶位于杭州未來科技城的中國（杭州）人工智能小鎮(zhèn)。浙江財(cái)政提供首期50億資金支持。

在研究方向上，之江實(shí)驗(yàn)室聚焦網(wǎng)絡(luò)信息、人工智能，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為基礎(chǔ)，布局未來網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、泛化人工智能、泛在信息安全、無障感知互聯(lián)、智能制造與機(jī)器人等五大方向。

目前，之江實(shí)驗(yàn)室設(shè)有一個主任和兩個副主任，分別由朱世強(qiáng)、浙江省科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院院長袁繼新和阿里巴巴集團(tuán)阿里云量子技術(shù)首席科學(xué)家施堯耘擔(dān)任。

談到最新的工作崗位，施堯耘教授對新智元介紹說：“之江實(shí)驗(yàn)室至少對我來講十分發(fā)聾振聵，因?yàn)槔镱^有著歷史性的創(chuàng)新。這個創(chuàng)新不在于它的目標(biāo)，也不是政府要出多少研究經(jīng)費(fèi)。創(chuàng)新是在體制上：她的“兩核”，即浙大和阿里巴巴集團(tuán)，之一是個民營企業(yè)。實(shí)驗(yàn)室是朝著升級為國家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)軍的。什么叫體制創(chuàng)新，聚焦目標(biāo)而又敢擔(dān)當(dāng)?shù)??！?/p>

施堯耘教授進(jìn)一步介紹說，“為什么我說她是聚焦目標(biāo)的？憑什么我們做的比別人好？靠房子獎金雙語幼兒園等等哪里都能做的；企業(yè)已經(jīng)在18年的實(shí)戰(zhàn)中證明自己強(qiáng)大的創(chuàng)新能力。我們要聚的焦是把事情做好，是落實(shí)創(chuàng)新推動的發(fā)展戰(zhàn)略?！?/p>

他認(rèn)為，誕生之后，實(shí)驗(yàn)室愿景的實(shí)現(xiàn)極具挑戰(zhàn)。阿里巴巴“主要負(fù)責(zé)優(yōu)勢領(lǐng)域的研發(fā)和相關(guān)科研成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)承接”。