2021中国国际大数据产业博览会开幕式直播到此结束,谢谢关注!
中央广播电视台总台主持人 康辉
尊敬的各位领导,各位来宾,女士们、先生们,朋友们:现在,请允许我宣布,2021中国国际大数据产业博览会开幕式到此圆满结束!再次感谢各位的光临,祝大家在贵阳度过美好难忘的时光。谢谢大家,再见。
中央广播电视台总台主持人 康辉
谢谢薛其坤院士给我们带来精彩的演讲。再次感谢三位嘉宾给我们带来的主旨演讲,今天各位领导和嘉宾的致辞、演讲都会给我们带来更多新的思考。大数据已经成为不可阻挡的历史洪流,相信在不远将来会开启数化未来的新纪元。因此,数博会也是在塑造我们共同美好的未来,不断的进行积累和创新。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
我想,不管从事哪各产业,不管是大数据时代、超大数据时代、海量大数据时代、无穷大数据时代,这些基本的支撑技术都是所需要的。总而言之,做一个简单的总结,我们现在谈到的量子技术就像上个世纪50年代的半导体技术,将会是一个充满了科学突破机遇,充满了重大技术颠覆性创新的方向,希望大家关注。省长刚才谈到了,投资贵州就是投资未来,投资量子技术也许就是投资大数据时代的未来,谢谢大家。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
总而言之,我从一些方面对量子技术做了一些简单的介绍,从这样一个基本特点上来讲,这些量子技术的应用将会提高人类探测物质世界、自然的能力。我们不管从时间的信号、位置的信号,质量的、温度的,只要把量子技术用上去,提高一个量级,都有可能造成一些颠覆性技术的出现,它将会使我们大数据时代或者信息时代信息探测的眼睛更亮、耳朵经灵、鼻子更敏。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
如果有了量子计算机,变成可以用的机器,我们再利用量子通讯,还有现代的互联网技术,把我们现在的网络变成一个量子互联网,全球互联网时代,这也是未来可期的一个方向。
我们预计在未来10年,专用中等规模量子计算机将会首先出现,将在量子化学核材料模拟、量子机器学习等方面进一步展示量子计算机的优越性,在精准生物制药、新材料和特种材料设计,包括刚才谈到的人工智能、博弈决策,等等方面发挥重要的作用,所以我们第一步,得先在前10年完成专用计算机,如果我们做的量子晶体管的水平越来越高了,它是质量非常高的话,我们就逐渐进入通用量子计算机研制的时代,我估计2035年将会是这个技术非常关键的一个发展时期。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
他们做了一件什么事情?他们用了只有53个量子比特,可以简单理解成量子晶体管的超导量子计算机,只花了2微秒完成了一个百万亿个晶体管组成的世界最快的超级计算及之一,花1万年。当然,学界对这个工作还有一点疑问,不管怎么样,这初步显示了量子计算机将会有非常强大的数据运算能力。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
大家问量子计算机是什么材料做的呢?这完全不同于我们现在的计算机是用硅做的,它是用超导的。照片上显示的3个物理学家,在2000年以后用超导发展了一种超导量子晶体管,使量子计算机的颜色变成了一个工程化的问题,所以这几年得到非常重要的关注。特别是是2019年10月24日,谷歌就用这种超导量子晶体管做成的量子计算机完成了一个著名的量子实验,我们业界认为这是第二个量子时代全面开启的一个标志性事件。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
量子计算机的发展时间并不是很长,1980年有理论概念提出,到1985年才从理论上证明这种概念是可行的,它的快速发展是到2000年以后。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
假设理想的CPU是有60个量子硬币组成,按照刚才的公式,每秒一百亿亿的理论运算速度,这就是为什么这样一个体系、这样一种技术这么吸引大家关注的一个原因。那么在物理上怎么实现呢?还有两个比较重要的概念,量子纠缠和量子叠加,这是我们做量子科学一个最基本的概念,这两个原理就能使2的N次方状态可以用一种技术去操控它,所以从科学上奠定了发展量子硬币和量子计算机的基础。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
怎么理解量子计算机的威力?我把刚才的公式再进一步给大家进行阐述,大家回去可以告诉自己的孩子,什么叫量子计算机。一个硬币有正反2个状态,如果把两个硬币组合在一起将会有4种状态,三个硬币就相当于有2的3次方,8个不同的状态,如果有N个硬币,自然就会有2的N次方状态。如果我们能找到一种技术,能同时操控N个量子硬币,刚才的硬币是一个经典的硬币,如果我们找到量子系统对应的硬币,如果同时操控N个量子硬币的2N种状态进行信息处理的话,这将克服我们现有传统计算机每个晶体管单独进行信息处理的这一缺点。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
总而言之,未来信息技术和量子技术基本可以分为三大领域,第一大领域是量子计算机,量子计算机在未来量子计算的地位和现在信息技术计算机的地位是一样,没有计算机,也就没有互联网,所以发展量子计算机是第二代量子技术中最核心的一个技术。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
大家听到现在社会上经常会谈到量子计算、量子通讯,从物理学家的角度去看,这是第二代量子技术,刚才我谈到的这些信息技术都是第一代量子技术,它是人类被动去研究,发现了一些量子现象,在这个基础上发展技术,而导致的一类信息技术。我们现在谈到的量子计算量的通讯,是第二代量子技术,就像刚才人工智能一样,从主动设计一个量子系统,去操控量子系统,主动去发展技术,这是第一代量子技术,也就是现代的信息技术,和我们面临第二代量子技术一个最根本的区别。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
总结,大家所熟悉的现在信息时代或者大数据时代,不管是信息的处理、信息的存储、信息的显示、传输,包括信息的精密测量,这些关键骨干技术都是在这种量子力学发展上建立起来、发展起来。有一个推论,如果我们继续提升这些技术的水平,一个进攻研究方向就是量子方面的基础研究。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
除了信息运用、数据处理以外,我们还要把数据存下来,一个重要的量子技术就是巨磁阻效应,1988年法国物理学家和德国物理学家两个人发现了基于量子技术的巨磁阻效应,一下子使我们的硬盘存在力度提出4个量级,所以才有了现在的硬盘,我们现在用的U盘已经达到一个T,或者几十G,基本的概念也是从深层次的量子力学来的。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
那么我们就会问,这么一个机器,包含这么多的晶体管,是上百亿个晶体管,我们还能按照这个方式发展下去吗?如果发展不下去,我们产生如此多的海量数据,如何能搜索这些数据?利用这些数据?运算这些数据呢?这也是摆在科学家面前一个非常重要的问题。以我们国家最高水平的神威太湖之光超级计算机看的话,现在还在几十亿每秒浮点数的水平,包括美国的。下一代已经达到百亿级以后,我想还会思考千亿级的问题,这是我们必须要思考。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
上个世纪,大家都知道1947年三位物理学家因为发了基于半导体的晶体管,再加上后面1958年发展的集成电路技术,使我们有了今天真正的信息处理芯片、超级计算机,我们的手机芯片,等等。大家都知道下面要发展最重要的计算机,运算速度可以达到100亿亿/秒(浮点数),每秒浮点数就是2的60次方和10的18次方,这就是所谓下一代一级超清计算机的运行速度。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
量子力学为什么对今天的大数据时代、对产业如此重要呢?因为没有量子力学就没有我们今天的数字,没有01时代。大家都知道自然界存在的材料只有两类,一种是导电的,一种是不导电的,但是上个世纪量子力学的发展,使我们从理论上提出一个全新的概念,半导体。什么叫半导体?通过一个外加条件可以改变这个条件导电还是不导电的性质,原来一个绝缘的,不是特别绝缘的,通过电场就可以变成导电,这是01数学概念在一个器件和技术水平上如何实现它的科学原理,所以大家知道半导体,就知道了01是怎样产生的,就是通过电场的调控可以是一个导体由0的状态不导电,由1的状态就是导电,或者相反。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
为了说明数据时代的到来,我们不得不回想一下20世纪三个重要科学发现,第一个是大家熟悉的相对论,第二个是量子力学,第三个是DNA发现。我是从而量子力学研究,所以我今天讲一下量子力学。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
按照国际数据协会IDC公布的数据,大家可能比较熟悉,在2020年我们产生的一些新热数据达到40ZB,刚才已经给大家讲了泽字节的大小。5年以后的2025年,我们的新数据产生量将会达到175ZB,我们现在假设一个硬盘是一个T字节的话,那么当年产生新的数据是2000亿个硬盘,也就是全世界都有30个硬盘,所以这个数据是非常大的。那么,我们还能沿着这种方式走下去吗?2030年将会有多少数据产生?这些数据我们怎么存储?怎么利用它?这是科学家非常关键的问题,而且存储这么多的数据需要耗费巨大的电量。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
为了理解我讲的量子计算机和量子科学,我们先复习一下最简单的数学,2的5次方相当于5个2相乘,等于32;2的10次方相当于10个2相乘,那就是1024,约等于10的3次方;那么,我们继续推下去的话,2的60次方,就约等于10的18次方,用中文来说的话,就是100亿亿,请大家记住这个公式,2的60次方约等于100亿亿,这就是理解量子计算机的指数加速度最根本的公式。在大数据时代我们还要熟悉一些基本概念,就是字节,这里切除了一些字节的单位,千、兆、吉、太、拍,还有更高的就是艾字节,就要刚才谈到100亿亿,约等于10的18次方,然后等于2的60次方。还有一个更大的单位就是泽字节,英语是ZettaByte,它对应的数字是10的21次方,约等于2的70次方。
中国科学院院士、南方科技大学校长 薛其坤
尊敬的各位嘉宾,非常荣幸能够在这个非常论坛谈一谈一个物理学家对大数据时代的一些看法,今天我演讲的题目是《量子科学与技术革命》,我想从物理学的角度谈一谈大数据产业,大数据时代是从哪里来的?将会走向何方?10年以后、20年以后有可能大数据时代是什么样的?它所依赖的关键技术将会是哪些?这些观点都是一些个人的观点。
中央广播电视台总台主持人 康辉
谢谢周济院士给我们带来精彩的演讲!接下来请中国科学院院士、南方科技大学校长薛其坤同志发表主旨演讲。掌声欢迎!