當(dāng)前位置：院士建議：盡快開展量子調(diào)控科學(xué)和技術(shù)的研究
在特定大小芯片上的晶體管數(shù)量每隔24個(gè)月就會(huì)增加一倍、計(jì)算機(jī)的性能每隔18個(gè)月就會(huì)增長(zhǎng)一倍——這就是著名的莫爾定律。但是用不了15年，這一經(jīng)典定律即將走到盡頭。3 月17日，上海院士中心在科學(xué)會(huì)堂思南樓召開第21期院士沙龍——“未來(lái)信息技術(shù)中的量子調(diào)控”，院士、專家圍繞如何突破莫爾定律的極限展開探討。
中心主任、工程院院士翁史烈主持了本期沙龍，科學(xué)院院士陶瑞寶、王迅、沈?qū)W礎(chǔ)、匡定波，斯坦福大學(xué)終身教授張首晟，以及中科院相關(guān)研究所、復(fù)旦大學(xué)、上海交大、同濟(jì)大學(xué)、華師大、市科委等單位的領(lǐng)導(dǎo)和專家共30多人出席。
陶瑞寶院士和張首晟教授做了主題發(fā)言，并指出：依照莫爾定律， IT行業(yè)已飛速發(fā)展了數(shù)十年。但由于芯片的大小是一定的，隨著晶體管數(shù)量的增加，當(dāng)晶體管之間的距離縮小到一定線寬以后，將產(chǎn)生難以克服的能耗和量子效應(yīng)，原先適用的經(jīng)典物理學(xué)定律將無(wú)法解釋新的現(xiàn)象。按現(xiàn)在的物理學(xué)框架，大約10－15年以后，莫爾定律即將走到盡頭！
為應(yīng)對(duì)科學(xué)極限與發(fā)展需求之間不可協(xié)調(diào)的矛盾，以美國(guó)、歐盟等為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的科學(xué)家們正在2條基本途徑上進(jìn)行創(chuàng)新性的探索: 其一是在原有的經(jīng)典調(diào)控框架下探索延長(zhǎng)莫爾時(shí)代壽命的可能;其二是旨在突破經(jīng)典調(diào)控下的科學(xué)極限，建立全新的量子調(diào)控技術(shù)和全量子器件。而當(dāng)芯片制造工藝發(fā)展到20納米之后，后者將成為解決信息技術(shù)新發(fā)展的根本途徑。因此，量子調(diào)控的研究已成為當(dāng)前世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。
量子調(diào)控是從人們已具有的對(duì)量子體系統(tǒng)計(jì)結(jié)果上的調(diào)控能力跨越到對(duì)單個(gè)量子過(guò)程的直接調(diào)控上。目前世界各國(guó)對(duì)量子調(diào)控研究剛剛起步，能夠?qū)α孔舆M(jìn)行調(diào)控的途徑還很少，更沒(méi)有成熟的可直接使用的技術(shù)，是一個(gè)全新的領(lǐng)域，中外科學(xué)家?guī)缀跽驹谕黄鹋芫€上。
據(jù)悉，國(guó)家中長(zhǎng)期科技規(guī)劃已將量子調(diào)控的研究列為基礎(chǔ)研究專項(xiàng)，并將其視作我國(guó)科技取得原始性創(chuàng)新的重要機(jī)遇。
院士們指出，上海在該領(lǐng)域有5個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、3個(gè)教育部與中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，還有近10位院士，在我國(guó)信息技術(shù)領(lǐng)域，特別是在支撐信息技術(shù)的多種材料與器件方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)期引領(lǐng)著我國(guó)空間信息獲取技術(shù)的發(fā)展。針對(duì)量子調(diào)控科學(xué)和技術(shù)，上海的有關(guān)研究院所在相關(guān)物理基礎(chǔ)研究方面已形成了比較優(yōu)勢(shì)，如圍繞單光子的輻射與探測(cè)功能展開的量子調(diào)控基礎(chǔ)問(wèn)題的研究，已有了較強(qiáng)的積累性基礎(chǔ)，只是沒(méi)有針對(duì)可用于量子調(diào)控的單個(gè)電子量子過(guò)程進(jìn)行研究，也尚未就量子調(diào)控方面所需的要素進(jìn)行深入探索。
建議上海在理論物理方面，加強(qiáng)自旋電子學(xué)和相干量子關(guān)聯(lián)理論的研究，重點(diǎn)突破量子調(diào)控基礎(chǔ)核心要素的理論；在實(shí)驗(yàn)物理方面，進(jìn)行光量子態(tài)新結(jié)構(gòu)功能材料與器件和單光電子過(guò)程新量子功能材料與器件的研究，爭(zhēng)取在量子器件的設(shè)計(jì)和制備上取得突破。
院士們?cè)谏除埳虾粲跎虾＜皶r(shí)抓住機(jī)遇，開展量子調(diào)控科學(xué)和技術(shù)的研究，充分發(fā)揮先行優(yōu)勢(shì)，搶占制高點(diǎn)，通過(guò)對(duì)當(dāng)前最前沿物質(zhì)科學(xué)上原始性的工作和突破，有效地將由此獲得的最新科學(xué)成果轉(zhuǎn)化成我國(guó)亟需的信息技術(shù)和其他相關(guān)高新技術(shù)，支撐我國(guó)跨越式發(fā)展和綜合國(guó)力的提高。
中心主任、工程院院士翁史烈主持了本期沙龍，科學(xué)院院士陶瑞寶、王迅、沈?qū)W礎(chǔ)、匡定波，斯坦福大學(xué)終身教授張首晟，以及中科院相關(guān)研究所、復(fù)旦大學(xué)、上海交大、同濟(jì)大學(xué)、華師大、市科委等單位的領(lǐng)導(dǎo)和專家共30多人出席。
陶瑞寶院士和張首晟教授做了主題發(fā)言，并指出：依照莫爾定律， IT行業(yè)已飛速發(fā)展了數(shù)十年。但由于芯片的大小是一定的，隨著晶體管數(shù)量的增加，當(dāng)晶體管之間的距離縮小到一定線寬以后，將產(chǎn)生難以克服的能耗和量子效應(yīng)，原先適用的經(jīng)典物理學(xué)定律將無(wú)法解釋新的現(xiàn)象。按現(xiàn)在的物理學(xué)框架，大約10－15年以后，莫爾定律即將走到盡頭！
為應(yīng)對(duì)科學(xué)極限與發(fā)展需求之間不可協(xié)調(diào)的矛盾，以美國(guó)、歐盟等為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的科學(xué)家們正在2條基本途徑上進(jìn)行創(chuàng)新性的探索: 其一是在原有的經(jīng)典調(diào)控框架下探索延長(zhǎng)莫爾時(shí)代壽命的可能;其二是旨在突破經(jīng)典調(diào)控下的科學(xué)極限，建立全新的量子調(diào)控技術(shù)和全量子器件。而當(dāng)芯片制造工藝發(fā)展到20納米之后，后者將成為解決信息技術(shù)新發(fā)展的根本途徑。因此，量子調(diào)控的研究已成為當(dāng)前世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。
量子調(diào)控是從人們已具有的對(duì)量子體系統(tǒng)計(jì)結(jié)果上的調(diào)控能力跨越到對(duì)單個(gè)量子過(guò)程的直接調(diào)控上。目前世界各國(guó)對(duì)量子調(diào)控研究剛剛起步，能夠?qū)α孔舆M(jìn)行調(diào)控的途徑還很少，更沒(méi)有成熟的可直接使用的技術(shù)，是一個(gè)全新的領(lǐng)域，中外科學(xué)家?guī)缀跽驹谕黄鹋芫€上。
據(jù)悉，國(guó)家中長(zhǎng)期科技規(guī)劃已將量子調(diào)控的研究列為基礎(chǔ)研究專項(xiàng)，并將其視作我國(guó)科技取得原始性創(chuàng)新的重要機(jī)遇。
院士們指出，上海在該領(lǐng)域有5個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、3個(gè)教育部與中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，還有近10位院士，在我國(guó)信息技術(shù)領(lǐng)域，特別是在支撐信息技術(shù)的多種材料與器件方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)期引領(lǐng)著我國(guó)空間信息獲取技術(shù)的發(fā)展。針對(duì)量子調(diào)控科學(xué)和技術(shù)，上海的有關(guān)研究院所在相關(guān)物理基礎(chǔ)研究方面已形成了比較優(yōu)勢(shì)，如圍繞單光子的輻射與探測(cè)功能展開的量子調(diào)控基礎(chǔ)問(wèn)題的研究，已有了較強(qiáng)的積累性基礎(chǔ)，只是沒(méi)有針對(duì)可用于量子調(diào)控的單個(gè)電子量子過(guò)程進(jìn)行研究，也尚未就量子調(diào)控方面所需的要素進(jìn)行深入探索。
建議上海在理論物理方面，加強(qiáng)自旋電子學(xué)和相干量子關(guān)聯(lián)理論的研究，重點(diǎn)突破量子調(diào)控基礎(chǔ)核心要素的理論；在實(shí)驗(yàn)物理方面，進(jìn)行光量子態(tài)新結(jié)構(gòu)功能材料與器件和單光電子過(guò)程新量子功能材料與器件的研究，爭(zhēng)取在量子器件的設(shè)計(jì)和制備上取得突破。
院士們?cè)谏除埳虾粲跎虾＜皶r(shí)抓住機(jī)遇，開展量子調(diào)控科學(xué)和技術(shù)的研究，充分發(fā)揮先行優(yōu)勢(shì)，搶占制高點(diǎn)，通過(guò)對(duì)當(dāng)前最前沿物質(zhì)科學(xué)上原始性的工作和突破，有效地將由此獲得的最新科學(xué)成果轉(zhuǎn)化成我國(guó)亟需的信息技術(shù)和其他相關(guān)高新技術(shù)，支撐我國(guó)跨越式發(fā)展和綜合國(guó)力的提高。
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