张首晟：天使粒子将会给量子计算带来0到1的突破

　　出品|科学家说栏目组

　　作者|网易科技 崔玉贤

　　【他是谁】

　　张首晟，是个“神通”，直接跳过高中，自学从初中进入复旦大学;师从杨振宁，被认为获得诺奖只是时间问题;开创了拓扑绝缘体这个全新领域，发现了“量子自旋霍尔效应”，包揽了物理界所有重量级奖项;被聘为斯坦福大学物理教授，成为斯坦福大学最年轻的终身教授之一;张首晟还极具商业头脑，创办了“丹华资本”。

　　张首晟还获得2017年度中华人民共和国国际科学技术合作奖。

　　【精彩言论】

　　1、科学如此广阔的领域，如何找到好的课题，是需要很好的战略眼光的科学家。就像在大海航行还是需要舵手的。

　　2、中国对科学越来越重视，科学家也受到了更多的尊重。其实，中国教育的根基做的非常好，而且中国在科学仪器上投入越来越大，实验科学会发展的很快。

　　3、但是国内很多科学实验还是跟风，比如国外已经做了N的话，他做N+1的，而不是0到1的。

　　4、量子计算是一个战略性高度的领域，我们在这个领域闯出了一个全新的道路。天使粒子将会对量子计算带来革命性的影响，会是从0到1的突破。

　　5、我们现在做的一个全新方向是用人工智能来预言新的材料，而且会考虑引入中国，造福整个人类。

　　6、我是出生于中国的科学家，虽然在斯坦福工作，但是我总是想把科学桥梁工作能够做好。

　　注“天使粒子”是张首晟教授对发现手性Majorana费米子的命名，这一发现以论文的形式发表在《科学》杂志上，第一作者何庆林将该粒子命名为了“太极粒子”。

　　【正文】

　　发现“天使粒子”之后，张首晟及其团队没有停止研究的脚步。近期，张首晟回国在人民大会堂领受“2017年度中华人民共和国国际科学技术合作奖”之后，接受了网易科技的采访。张首晟教授不仅讲述了这次获奖的意义以及今后与国内科学家合作的方向，而且透露了实验室正在进行的前沿科研项目：一个关于量子计算;一个关于预测新材料。

　　量子计算是“未来技术革命的核心”，不仅国内外行业巨头企业，谷歌、IBM、英特尔、微软、阿里、华为等投入资源研发，国家也投入了巨资研发。来自美国《科学》杂志曾撰文指出，科技巨头都在量子计算领域投入数千万美元研发，并选择了不同的量子计算技术。

　　“在国际范围里，量子计算机已经是一个非常关注的研究课题，也是一个战略制高点，但大家都还是在摸方向的阶段。”张首晟表示。

　　目前量子计算的过程中，一个量子比特非常脆弱，如果想要获得一个真正有用的量子比特，需要十个或者二十多个量子比特来纠错。“这样的话，缺乏可拓展性。”张首晟解释道，“但我们发现的’天使粒子’会给整个量子计算领域带来0到1的突破性。”

　　张首晟认为：“天使粒子”的拓扑量子计算原理，一个量子比特自己不会犯错，能够运行下去，将会对量子计算带来很大的革命性影响。

　　“天使粒子”被发现之初，张首晟教授在接受网易科技等媒体采访时就讲过，Majorana费米子(后来被命名的“天使粒子”)是通常粒子的一半，通常的量子比特非常脆弱，这也是其核心致命的伤。天使粒子可以将1个量子比特拆成两个更小的单位，如此一来，传统的噪声极其难以同时以同样的方式影响这两个Majorana费米子，进而毁灭所存储的量子信息。相较于传统的存储方式，比如电子自旋，超导磁通和光子极化，这样存储在远离的两个Majorana费米子上的拓扑量子比特，本质上极其稳固。

　　“天使粒子”不仅从概念层次上进行颠覆，将修正古典哲学有正必有反，有阴必有阳的理论;还会从物理层面上进行颠覆，最基本量子单位拆成两半，可以更稳定，科学将走向技术。

　　据张首晟透露，其最近在斯坦福大学成立了拓扑量子物理中心，正在规划在中国做一个实验中心，将理论上的设想在中国土地上真正实现。

　　除了量子计算之外，张首晟最近在做一个非常新的方向：用人工智能来预言新的材料。