瑞典哥德堡查尔姆斯理工大学物理学教授Per Delsing

目标明确
志在必得

Per Delsing自幼就对宇宙最小的构成元素痴迷不已。作为项目负责人,他正在带头开发的计算机使用超小元件(量子比特)制造,但功能极其强大。他的最终目标是制造出世界上运行速度最快、功能最强大的量子计算机。

作者:Sara Bergqvist
照片:Nicke Johansson

如果一切如愿,若干年后,世界上最强大的量子计算机将在瑞典哥德堡的查尔姆斯理工大学问世。约有50多名研究人员参与到这项由物理学教授Per Delsing领衔的研究计划。最近,《演进》在其实验室对他进行了采访。

“(描述量子计算机)最好方式就是,把它比作一个外围有许多微波设备的大冰箱。”Delsing解释说,“最小的组件是位于小硅片上的量子比特。和普通计算机一样,量子计算机上的信息也由许多个1和0组成,不同点仅仅是量子比特可以同时为1和0。这意味着量子计算机能够以令人难以置信的速度进行运算。”
 

Per Delsing

出生和居住地:1959年出生于瑞典于默奥,在马尔默长大,现居哥德堡。
家人:妻子和四个女儿,女儿们年龄25-30岁。
工作:查尔姆斯理工大学物理学教授、瓦伦堡量子技术中心代表,正领衔制造世界上最强大的量子计算机。
兴趣爱好:工作非常繁忙,闲暇时间相对有限,但有空时他会去滑降滑雪、打网球以及与妻子一起旅行。
最大优势:富有创造力,热衷于开展新的项目。
办公室墙上的签名:“控制电子、光子和声子比养育四个女儿容易。”

在Delsing的实验室中,你只能听到冰箱泵发出的有节奏的声音,其用于将微小的量子比特冷却到零下273.14摄氏度,接近零下273.15摄氏度或0开氏度的宇宙最低温度,冷却过程耗时36个小时。

借助激光和晶体管等发明,量子技术为信息技术革命奠定了基础。研究人员现在认为,我们正处于第二次量子革命的前夕,这次革命比第一次量子革命更具深远的影响。

“这次革命不是一个逐渐变化的过程,而是一种重大理论颠覆,”Delsing说道,“我们现在可以操纵单独的量子系统,如原子、电子或光子,并完全控制它们,这为第二次量子革命铺平了道路。”

他对技术的兴趣始于幼年并得到了工程师父亲的积极鼓励。然而,当12岁的Delsing听说超导体并想深入了解时,他的父亲却不知道超导体究竟为何物。“这让我异常惊讶,因为我父亲通常是无所不知,无所不晓的,”他回忆道,“所以我不得不自己做研究。当我阅读到有可能在不发热的情况下传输电流时,我立刻对此课题产生了浓厚兴趣。”

作为一名研究人员,Per Delsing参与了两项真正具有开创性的发现。

作为一名研究人员,Per Delsing参与了两项真正具有开创性的发现。

在瑞典南部的隆德大学获得学士学位后,Delsing前往瑞士苏黎世,在爱因斯坦就读的联邦理工学院(ETH)深造了两年。之后,他来到哥德堡的查尔姆斯理工大学攻读博士学位。他在这座城市待了34年,大部分时间都在查尔姆斯理工大学度过。他最感兴趣的始终是微小粒子。

“可以说我是从操纵电路中的单电子起步的,”Delsing解释道,“然后我转向操纵光粒子,也就是所谓的光子。之后我的兴趣又转移到了声音粒子,即所谓的声子。”

作为一名研究人员,他参与了两项真正开创性的发现。第一次是他和一些同事在2011年成功证明了“动态Casimir效应”。早在40年前人们就预测到了这一现象,但却被认为是无法证明的。“前提是,如果你以接近光速的速度移动镜子,那么就有可能从真空中产生光。”Delsing解释道,“问题是在实践中很难做到这一点。我们没有移动镜子,而是修改了它的属性,使它看起来像是已经移动了,并且真的从真空中产生了光。”

可以说我是从操纵电路中的单电子起步的。
瑞典哥德堡查尔姆斯理工大学物理学教授Per Delsing

第二项发现是移动原子来发出声音。“一般而言,如果你激发一个原子,换句话说,为它提供能量,使其跃升到更高的能量水平,它就会发光。但是通过把它放在一个基片上,当你增加电压时,基片会收缩或膨胀,从而令原子产生声音。这意味着我们首次听到了原子的声音。”

Delsing现在对量子计算机的工作成果充满期待。作为前进的里程碑,他的目标是在10年内拥有一台正常运转的100量子比特量子计算机和几台较小的量子计算机。“我们制造的第一台量子计算机将是10-20量子比特的计算机。”Delsing说道,“先建造较小型的处理器,这样可以分阶段地解决问题,并将我们学到的知识运用到下一个版本中。”

目前运行的最强大的量子计算机大约为20个量子比特。它们的发展非常神秘,所以没有人确切知道是否存在更为强大的量子计算机。“量子计算机的一个应用是破解代码,所以如果有人确实秘密制造出量子计算机,这将使得他能够暗中监视机密通信和窃取资金,因为他可以使用量子计算机非法侵入在线交易。”Delsing解释道,“所以,‘好人’首先研发出量子计算机真的非常重要。”
 

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这台将诞生于查尔姆斯的量子计算机的确切用途尚不清楚。“我们项目的部分内容便是探清量子计算机的确切用途,”Delsing说道,“但就像在开发激光时,没有人真正知道它可以用来做什么一样,我认为尚有最令人兴奋的领域等待着我们去探索。”

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