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科学|西湖大学公开课首讲，潘建伟透露完成50个光子玻色取样，比谷歌快100万倍


摘要：“今天的演讲是在宇宙大爆炸时就已经确定好的吗？”

科学|西湖大学公开课首讲，潘建伟透露完成50个光子玻色取样，比谷歌快100万倍
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解放日报·上观新闻采访人员获悉 ， 9月5日 ， 西湖大学湖心讲堂公开课首讲“跨越时空的纠缠”正式开启 。 中科院院士、中科大常务副校长潘建伟和清华大学科学史系创系主任吴国盛带来了精彩的演讲 。
为解决信息科技重大问题做好了准备
“今天我在这里的演讲是在宇宙大爆炸时就已经确定好的吗？”潘建伟通过这样一个“设问”开始了有关“量子”的公开课 。

科学|西湖大学公开课首讲，潘建伟透露完成50个光子玻色取样，比谷歌快100万倍
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潘建伟
量子是构成物质的最基本单元 ， 不可分割 。 但在光的双缝实验中 ， 不可分割的单光子却表现得像“波” ， 光子到底会从哪条缝通过呢？爱因斯坦认为“上帝不掷骰子” ， 光子的路径是可以预先确定的 ， 但另一位物理学家玻尔却认为 ， 光子的路径不是预先确定的 ， 而是取决于是否去看它 ， 不去看光子从哪条缝通过时 ， 光子是“通过左缝”和“通过右缝”两条路径的相干叠加 ， 而去看光子从哪条缝通过时 ， 光子才确定地通过某一条路径 。 两个学派为此进行了长达30年的争论 ， 双方既无法证实也无法证伪 。 直到1964年以后 ， 美国物理学家贝尔提出了“贝尔不等式” ， 才使得这一争论有了实验检验的可能 。 此后大量的实验证明 ， 量子力学是正确的 。
如今 ， 量子力学通过百余年的发展 ， 为解决信息科技的重大问题做好了准备 。 比如 ， 量子计算的计算能力随着可操纵的量子比特数呈指数增长 。 利用万亿次经典计算机分解300位的大数需要15万年 ， 而利用万亿次量子计算机只需1秒 。 去年10月 ， 谷歌开发出了一个全新的53量子比特处理器 ， 只用了约200秒就解决了经典计算机大约需要1万年才能完成的任务 。 “就在上个星期 ， 我们刚刚完成了对50个光子的玻色取样 ， 相比谷歌的‘量子优越性’大概可以快100万倍 。 ”潘建伟透露 。
再如信息安全 。 大约公元前7世纪起 ， 古希腊斯巴达人就使用加密术来进行信息传递 ， 但依赖于计算复杂度的经典加密算法 ， 原理上都会被破解 ， 以至于人们怀疑：以人类的才智无法构造人类自身不可破解的密码 。 2016年8月16日 ， 我国首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射成功 。 2017年9月 ， 2000余公里的“京沪干线”光纤量子保密通信技术验证与应用示范工程正式开通 。 今年6月 ， 利用“墨子号” ， 首次在两个地面用户之间实现千公里级无中继的量子密钥分发 ， 不仅将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级 ， 并且通过物理原理确保了即使卫星被他方控制的极端情况下依然能实现安全的量子通信 。
进化采取的策略 ， 就是让人类整体早产
“昨天晚上我在西湖大学做了报告 ， 现在又做报告 ， 我的记忆怎么能告诉我昨天和现在的报告的区别呢？”吴国盛也向现场观众提了一个问题 ， 开始了《时间与人文》的演讲 。

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吴国盛
过去既然已经过去 ， 如何知道有过去？如果是靠记忆 ， 记忆总是当下的记忆 ， 如何区分当下的记忆与当下的感觉？未来也是一样 ， 未来既然尚未到来 ， 如何知道有未来？如果靠预期 ， 预期往往是当下的预期 ， 如何区分当下的预期与当下的感觉？现在作为过去与未来的分界点 ， 真的存在吗？如果现在并不存在 ， 我们怎么会有“现在”和“当下”的感觉？
“当你把时间只是看成一维的坐标时 ， 已经把时间空间化了 ， 过去、现在和未来并无根本的区分 。 ”吴国盛说 。 希腊思想家奥古斯丁有过一句名言——什么是时间呢？没人问我我很清楚 ， 一旦问起 ， 我反茫然 。
时间首先是人类的主观时间（内时间） ， 人类的内时间又来自哪里？在吴国盛看来 ， 它来自人类的进化 。 人类进化有两个指标：脑量增大和直立行走 ， 但这两个指标悲剧性地发生冲突：盆骨变窄才能使直立行走成为可能 ， 却给妇女生产带来困难 ， 像人类这么大脑袋的物种 ， 在娘胎如果足月应该是21个月 ， 可是21个月大的胎儿任何一位母亲都生不出来 。 所以进化采取的策略非常简单 ， 就是让人类整体早产 ， 只有九个月就生出来 ， 因此人类是一种先天缺失的存在 。 这种生物学意义上的先天缺失必然要有一个补充——后天的教养 。 这种教养的结构 ， 首先体现在能够产生过去的意识 ， 并内化成你当下的经验 。
科学也是一种人文 ， 科学的发展有赖于相应的人文环境 ， 科学的目标不仅是带来物质财富 ， 更是优化人类精神、创造高尚的人文 。
让探索和科学精神成为共同信仰
现场观众中 ， 有从贵州连夜赶来的热心网友 ， 有从“西湖公开课答题挑战赛”中脱颖而出的39位中学生 ， 也有对西湖大学予以坚定支持的校董、荣誉校董和捐赠人代表 。
西湖大学是一所社会力量举办、国家重点支持的非营利性新型高等学校 ， 这里汇聚了136位博士生导师、608位博士生、177位博士后和387位研究人员 。
西湖大学校长施一公说 ， 从9月5日开始 ， 西湖大学将通过公开课的形式回馈社会 。 未来 ， 将以湖心讲堂公开课为平台 ， 汇集学术大家 ， 探究科学认知 ， 交流前沿思想 ， 打造终身教育品牌 ， 使之成为西湖大学面向社会的一扇窗 ， 让探索精神、科学精神成为全社会的共同信仰 。

科学|西湖大学公开课首讲，潘建伟透露完成50个光子玻色取样，比谷歌快100万倍
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施一公
“希望从这一刻起 ， 西湖大学能够成为点燃梦想的燧石 ， 照亮科学求索的道路 。 希望大家能因为西湖大学公开课 ， 心同宇宙广（be boundless）！”施一公说 。


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