“人工智能与量子计算融合,其综合价值大于各自独立发展。”
图灵奖得主、量子密码学先驱吉勒斯·布拉萨德(Gilles Brassard)在接受南方财经记者独家专访时指出,量子计算与AI并非单向赋能的关系,而是相互促进的良性循环:短期内,AI能够助力量子算法优化,加速尚不成熟的量子技术落地;长期来看,成熟的量子计算将反向赋能AI,有望催生全新的研究方向和应用场景。
展望未来,吉勒斯·布拉萨德提出全球量子互联网的构想,同时强调量子安全必须被严肃对待。他呼吁加大基础研究投入,因为“一旦基础研究停滞,整条创新链条终将枯竭”。最后,他寄语年轻人:去深耕真正热爱的研究领域,不要一开始就问“这有什么用”,量子理论从基础研究走向彻底改变社会,正是源于早期研究者不局限于应用落地的纯粹探索。
量智融合双向赋能
南方财经:量子计算能否重塑人工智能的未来?
吉勒斯·布拉萨德:答案兼具两面性。短期来看,趋势恰恰相反,人工智能将率先赋能量子计算。即便通用量子计算机尚未落地,人们也可依托人工智能设计更先进的量子算法。现阶段量子计算仍处在持续调整优化的渐进发展期,人工智能能够为此提供有力支撑。放眼长远,成熟通用量子计算机问世之后,将能够高效运行机器学习等人工智能任务,性能大幅超越经典计算机。总而言之,二者是双向赋能的关系:人工智能助力量子计算发展,量子计算未来也将推动人工智能实现新的突破。
当前量子计算正处于NISQ(含噪声中等规模量子计算)阶段,尽管突破性成果有限,但已能开展具备实用价值的原理验证。应对噪声主要有两条路径:其一是量子纠错,即把多个物理量子比特冗余编码为一个逻辑量子比特,但所需物理比特数量远超现有技术能力;其二是设计适配噪声环境的算法,在现有硬件条件下最大化运算价值。人工智能可在后一类算法的设计中发挥关键作用,协助筛选抗噪声的最优方案。
南方财经:在人工智能的助力下,量子计算未来能否开拓新的研究领域?
吉勒斯·布拉萨德:在我看来,人工智能与量子计算融合,其综合价值大于各自独立发展。现阶段两者尚未形成有效协同,但其发展潜力可观,极有可能催生全新研究方向。
二者融合,或将助力我们探索量子计算机的全新应用场景,完成过去难以设想的计算任务。一旦能够运用新一代量子技术优化机器学习,性能更强的量子人工智能系统或将大幅超越现有经典人工智能,催生出各类创新应用。
需重视量子安全
南方财经:你如何看待量子技术的前景?接下来会出现哪些新进展?
吉勒斯·布拉萨德:从技术发展来看,未来有望搭建起全球性量子互联网,实现量子信息传输。搭建这一网络有赖于卫星星座这一核心基础设施,太空环境能够减少光子传输干扰。不过,能否像经典互联网一样,实现任意终端节点直连仍是一大难题。探索前沿科技本就需要立足长远、敢于挑战未知,我们必须仰望星空,才能抵达前人未曾踏足的地方。
量子互联网建设成本高昂,其价值取决于社会对信息安全与隐私保护的需求。有人认为隐私时代已经终结,公众常以个人数据换取服务便利,我并不认同。例如对于个人医疗记录等敏感信息,大家仍保有保密诉求。隐私保护离不开密码体系,传统密码难以抵御未来的安全风险。常规场景下现有技术尚可满足需求,但对于涉及国家安全等需要长期保密的核心信息,沿用数十年的经典加密方案存在隐患,量子密码学将成为必要解决方案。尽管需求主体相对有限,但相关各方具备分摊建设成本的能力,相关布局已逐步启动,未来有望持续推进。
在量子计算领域,技术迭代持续提速,近几年成果显著,但距离成熟落地仍有差距。同时,也要重视量子计算带来的安全风险。1994年肖尔算法问世时,多数人仅将其视作理论设想;如今,量子计算的强大计算能力对传统密码学构成了巨大威胁。
南方财经:你认为量子计算是否能在应对气候变化的过程中发挥关键作用?
吉勒斯·布拉萨德:我对此抱有期待,但目前更多仍是一种期许。
需要明确的是,量子计算机并非单纯速度提升十亿倍的通用计算机。它仅针对特定问题拥有指数级运算优势,并且问题规模越大,优势越突出。例如在大数分解任务中,量子计算优势显著;但面对日常财务核算这类常规运算,则难以体现价值。
能否赋能气候治理,核心要看相关领域是否存在适配量子计算的复杂课题。随着技术演进,未来或许会挖掘出更多适用场景,产生广泛社会价值,但这一切仍有待时间检验。
深耕真正热爱的研究领域
南方财经:你曾建议年轻一代不必过度在意外界意见,背后的原因是什么?
吉勒斯·布拉萨德:我想表达的是,若立志取得颠覆性科研突破,斩获图灵奖、诺贝尔奖级别的重大成果,而非单纯谋得一份体面的薪水,就必须深耕真正热爱的研究领域,摒弃仅在现有技术体系内做渐进式优化的研究思路。渐进式优化具备实用价值,例如将高铁时速从350公里提升至500公里,是行业良性进步,但这类创新难以载入科学史册。真正值得追求的是创造出前所未有的新事物,就像爱因斯坦所做的那样。
实现颠覆性创新需要满足两个前提:其一,研究动机必须发自内心、充满热忱,保有纯粹的探索欲。其二,不要一开始就问“有什么用”。科研应立足好奇心驱动的基础研究,不预设落地应用目标,只是为了发现新事物或理解自然规律。很多基础研究的价值,往往会在研究者未曾预判的领域,被后人发掘并落地应用。
量子理论的发展便是典型例证。量子理论诞生之初,众多奠基人从未预料到,这套基础理论会彻底重塑人类社会。如今,计算机、手机等几乎所有现代设备,乃至现代社会的运转,都根植于量子理论。这份划时代的价值,正是源于早期研究者不局限于实用落地的纯粹探索。
这也是我建议年轻人不必盲从外界声音的原因。深耕热爱的全新领域,或许能收获重大突破,也可能暂时一无所获,但这正是科学进步的常态。无数科研工作者探索未知、尝试全新方向,部分研究无果而终,部分研究诞生伟大发现。若无人敢于突破固有框架,人类科技进步便会陷入停滞。
科学发展是一条完整的创新链条:基础研究处于链条最前端,沿途是应用研究、技术创新,末端为落地成果。一旦基础研究停滞,整条创新链条终将枯竭。短期内,仍可依托过往技术积累产出成果,但终有一天资源将会耗尽。因此,基础研究是科技持续进步的真正动力,应当予以支持和鼓励。
培育原创性创新能力
南方财经:很多青年学生担忧毕业后工作岗位将被人工智能取代,你有哪些建议?
吉勒斯·布拉萨德:如果他们只是沿用传统模式,仅在现有框架内开展渐进式优化,被AI替代的风险客观存在。想要跳出这一困境,就要探索真正原创、人工智能难以构想的全新方向。
我讲授量子信息相关课程,在教学中,我向学生传授这一领域已被探明和发现的基础知识,提供完备研究工具,支持大家在现有基础上持续探索。不少学生取得亮眼成果,部分研究突破甚至超出我的预期。这份成绩并非源于我告诉他们该做什么,而是源于充足的知识储备与自主探索空间。
我始终认为,激发人的最大潜能,关键在于给予充分研究自由。如果你对学生说“我对这个方向感兴趣,你做这部分,你负责另一部分”,项目虽可顺利落地,但大多只是渐进式改良,难以诞生突破式创新。因此,我的培养思路是,将现有知识倾囊相授,鼓励学生以此为起点开拓全新方向,并随时交流研究想法。这一育人模式我坚持了47年,实践证明切实可行。