在量子科學(xué)的歷史上，有兩張著名的照片，一張是前文提到的索爾維會(huì)議，另一張是拍攝于MIT恩迪科特大樓下草坪上的一張照片，它標(biāo)志著量子計(jì)算和量子信息的誕生。1 Freeman Dyson, 2 Gregory Chaitin, 3 James Crutchfield, 4 Norman Packard, 5 Panos Ligomenides, 6 Jerome Rothstein, 7 Carl Hewitt, 8 Norman Hardy, 9 Edward Fredkin, 10 Tom Toffoli, 11 Rolf Landauer, 12 John Wheeler, 13 Frederick Kantor, 14 David Leinweber, 15 Konrad Zuse, 16 Bernard Zeigler, 17 Carl Adam Petri, 18 Anatol Holt, 19 Roland Vollmar, 20 Hans Bremerman, 21 Donald Greenspan, 22 Markus Buettiker, 23 Otto Floberth, 24 Robert Lewis, 25 Robert Suaya, 26 Stand Kugell, 27 Bill Gosper, 28 Lutz Priese, 29 Madhu Gupta, 30 Paul Benioff, 31 Hans Moravec, 32 Ian Richards, 33 Marian Pour-El, 34 Danny Hillis, 35 Arthur Burks, 36 John Cocke, 37 George Michaels, 38 Richard Feynman, 39 Laurie Lingham, 40 P. S. Thiagarajan, 41 Marin Hassner, 42 Gerald Vichnaic, 43 Leonid Levin, 44 Lev Levitin, 45 Peter Gacs, 46 Dan Greenberger.1981年5月6日，麻省理工學(xué)院（MIT）和IBM共同組織的第一屆計(jì)算物理學(xué)會(huì)議吸引了近50名來(lái)自計(jì)算和物理領(lǐng)域的研究人員參加。在會(huì)上，理查德·費(fèi)曼發(fā)表了《用計(jì)算機(jī)模擬物理》的著名演講。費(fèi)曼首先提出了一個(gè)問(wèn)題，計(jì)算機(jī)能否模擬微觀粒子？答案是否定的。因?yàn)槲⒂^世界的粒子并不遵從經(jīng)典力學(xué)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，支配其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的是量子力學(xué)。把分別遵從這兩個(gè)理論的物理世界稱(chēng)作經(jīng)典世界和量子世界，經(jīng)典世界中物理客體每個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)和物理量都是確定的,而量子世界中物理客體的狀態(tài)和物理量都是不確定的。概率性是量子世界區(qū)別于經(jīng)典世界的本質(zhì)特征。由于經(jīng)典計(jì)算機(jī)是確定性的：給它們同樣的問(wèn)題，它們就會(huì)給出同樣的解。而微觀粒子又是概率性的，想要模擬粒子，就必須建造一臺(tái)利用量子力學(xué)進(jìn)行概率計(jì)算的計(jì)算機(jī)。這次會(huì)議之后，1983年，IBM的Charlie Bennett和蒙特利爾大學(xué)的Gilles Brassard發(fā)明了量子密碼——一種利用量子力學(xué)發(fā)送信息同時(shí)防止竊聽(tīng)的方法。Bennett也參加了1981年的會(huì)議，作為拍攝者的他并未出現(xiàn)在照片了。1985年，牛津大學(xué)的David Deutsch進(jìn)一步發(fā)展了費(fèi)曼的構(gòu)想，研究如何在量子力學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)的原型圖靈機(jī)。他提出了“量子電路”（quantum circuits）的概念，通過(guò)這種方法，將經(jīng)典計(jì)算機(jī)中負(fù)責(zé)運(yùn)算處理的邏輯電路（門(mén)）擴(kuò)展到了量子力學(xué)領(lǐng)域。1992年，Deutsch與劍橋大學(xué)的Richard Jozsa提出了Deutsch-Jozsa算法。這是最早能夠證明量子計(jì)算機(jī)比任何經(jīng)典計(jì)算機(jī)有著指數(shù)級(jí)加速完成計(jì)算任務(wù)的量子算法。此后，量子算法發(fā)展得到了巨大的進(jìn)步，開(kāi)始讓人們看到了量子計(jì)算機(jī)的巨大潛力，特別是Shor算法的提出。1994年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的Peter Shor提出一種量子算法，他設(shè)想利用量子計(jì)算機(jī)自身固有的并行運(yùn)算能力，在可以企及的時(shí)間內(nèi)，將一個(gè)大的整數(shù)分解為若干質(zhì)數(shù)之乘積。因此Shor算法也叫質(zhì)因數(shù)分解算法，對(duì)目前基于RSA加密的公鑰基礎(chǔ)設(shè)施極具威脅。對(duì)經(jīng)典計(jì)算機(jī)而言，破解高位數(shù)的RSA密碼基本不可能。例如，一個(gè)每秒能做1012次運(yùn)算的機(jī)器，破解一個(gè)300位的RSA密碼需要15萬(wàn)年。而Shor算法就不一樣了，它能夠利用量子計(jì)算機(jī)快速找到整數(shù)的質(zhì)因數(shù)，相比最好的經(jīng)典算法，可以實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)加速。也在90年代，Bennett、Brassard等人聯(lián)合發(fā)表的論文提出了隱形傳態(tài)協(xié)議（teleportation protocol），并由Anton Zeilinger、潘建偉等人完成了實(shí)驗(yàn)演示。從上世紀(jì)80年代到90年代，基本完成了量子信息科學(xué)框架的搭建，為今天的第二次量子革命奠定了基礎(chǔ)。如今，雖然幾乎每天都能看到量子信息科學(xué)取得突破的消息，但距離實(shí)現(xiàn)真正廣泛的量子優(yōu)勢(shì)還有很長(zhǎng)一段距離。這也是世界量子日存在的意義，它將回答量子如何引領(lǐng)未來(lái)的科技革命，以及這些將如何影響我們的社會(huì)。革命尚未成功，吾輩仍須努力！▍背景簡(jiǎn)介：本文摘自公眾號(hào)“光子盒”。
