Qian Xuesens Antwort vor 23 Jahren inspirierte die Erfindung des Quantencomputers

Am Morgen des 4. Dezember übergab Guo Guangcan, ein Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der School of Culture and Museum Studies der University of Science and Technology of China offiziell einen handschriftlichen Antwortbrief von Qian Xuesen. Der Brief war eine Antwort des berühmten chinesischen Wissenschaftlers Qian Xuesen an den Akademiker Guo Guangcan. In dem Brief wurden Fragen der Quanteninformationstechnologie erörtert und vorgeschlagen, dass „China seine nationalen Kräfte bündeln sollte, um die technischen Probleme der Quanteninformationssysteme zu überwinden.“ Am selben Tag wurde der nach dem Akademiker Guo benannte „Guo Guangcan Optical Outstanding Doctoral Dissertation Award der Chinese Optical Society“ offiziell ins Leben gerufen.

Guo Guangcan, 79-jähriger Akademiker der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Direktor des Schlüssellabors für Quanteninformation der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, sagte: „Dieser Brief war eine wichtige Anweisung, als wir aufbrachen.“

Guo Guangcan ist der Pionier und Gründer der chinesischen Quanteninformationswissenschaft. Seit vielen Jahren engagiert er sich dafür, „Quantencomputer aus dem Labor herauszuholen und der menschlichen Gesellschaft wirklich zu dienen“. Im Jahr 2013 gelang der Forschungsgruppe von Guo Guoping ein bedeutender Durchbruch bei „Festkörper-Quantenchips“ und sie realisierte erfolgreich 10-Pikosekunden-Quantenlogikgatteroperationen an „einem Elektron“, wodurch der ursprüngliche Weltrekord um fast das Hundertfache verbessert wurde. Im Jahr 2020 leitete Guo Guangcan das Benyuan Quantum-Team, das aus dem Key Laboratory of Quantum Information der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hervorgegangen ist, bei der offiziellen Einführung des im Inland entwickelten supraleitenden Quantencomputers „Benyuan Wuyuan“. Es ist mit einem 6-Bit-Quantenchip „Kuafu“ KFC6-130 ausgestattet, verwendet eine supraleitende Lösung und bietet über die Benyuan Quantum Cloud Quantencomputerdienste für globale Benutzer an und konkurriert dabei mit internationalen Giganten wie IBM, Google und Intel.

„Diese Erfolge sind für Herrn Qian Xuesen eine große Ermutigung.“ Kürzlich zeigte Guo Guangcan Reportern an der University of Science and Technology of China einen Brief, den Qian Xuesen ihm vor 23 Jahren geschrieben hatte.

Dieser Brief hat ihn seit mehr als 20 Jahren dazu inspiriert, sich der Sache der Quanteninformationstechnologie zu widmen, herausragende Leistungen in den Bereichen Quantencomputer, sichere Quantenkommunikation usw. zu erzielen und eine große Zahl von „Quantentalentteams“ aus der Region aufzubauen.

Mehr Menschen das Verständnis von Quanteninformationen vermitteln

Im Jahr 1960 wurde Guo Guangcan, gebürtig aus Hui'an, Fujian, an der University of Science and Technology of China aufgenommen und war dort Student im dritten Jahr. „Damals lehrte die Schule die jungen Menschen, dass sie Verantwortung übernehmen, sich den großen Problemen stellen müssen, die das Land lösen muss, unbezwingbar sein und nach Höherem streben müssen.“ Der Keim der Hingabe an das Land wurde im Herzen des jungen Guo Guangcan gepflanzt.

Durch Zufall kam Guo Guangcan mit der Quantenoptik in Berührung und interessierte sich sehr dafür. „Die Quantenwelt ist so geheimnisvoll, so seltsam und so verlockend.“

1981 wurde Guo Guangcan als Gastwissenschaftler an die Universität von Toronto in Kanada geschickt. Im selben Jahr schlug der Nobelpreisträger für Physik Richard Feynman erstmals das Konzept des Quantencomputers vor. „Damals gab es in China noch keine Forschung dazu. Erst als ich ins Ausland reiste, erfuhr ich, dass dort bereits seit 20 Jahren daran geforscht wurde.“ Guo Guangcan beschloss insgeheim, die Entwicklung der Quantenoptik in China voranzutreiben.

Nach seiner Rückkehr nach China förderte Guo Guangcan aktiv die Forschung zur Quantenoptik in China. Im Jahr 1984 versammelte er Wissenschaftler und Experten aus dem ganzen Land, die sich für Quantenoptik interessierten, und veranstaltete die erste nationale Konferenz zur Quantenoptik im Zuiweng-Pavillon auf dem Berg Langya in Chuzhou. Später schrieb er das erste Buch über „Quantenoptik“ in China und unterrichtete den ersten Kurs zur systematischen Quantenoptik in China.

Viele Forscher haben sich nach der Lektüre dieses Buches und dem Anhören der Vorlesungen von Guo Guangcan dem Gebiet der Quantenoptik zugewandt.

In den 1990er Jahren, als sich die Quanteninformation in der internationalen akademischen Gemeinschaft langsam zu einer neuen Disziplin entwickelte, war sich Guo Guangcan darüber im Klaren, dass das Gebiet der Quanteninformation ein wichtiger Teil der zukünftigen Entwicklungsstrategie des Landes sein und definitiv eine große Rolle bei der nationalen Entwicklung spielen würde. Trotz des Widerstands vieler Menschen entschied er sich ohne zu zögern für diesen Weg. „Wir hatten damals nicht viel Geld und viele Leute hielten nicht viel von uns, aber wir glaubten einfach daran, dass dieses Feld definitiv Früchte tragen würde, und machten weiter, auch wenn wir auf viele Hindernisse stießen.“

Qian Xuesen schrieb zurück, um zu ermutigen

Im Jahr 1998 begann Guo Guangcan mit der Organisation der Xiangshan-Wissenschaftskonferenz zum Thema „Quantenkommunikation und Quantencomputing“. Die Xiangshan-Wissenschaftskonferenz ist ein „traditionelles Projekt“ in der chinesischen Wissenschaftsgemeinschaft. Es wurde vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie (ehemals Staatliche Kommission für Wissenschaft und Technologie) initiiert. Der Schwerpunkt der Konferenz liegt auf wissenschaftlichen Grenzfragen in der Grundlagenforschung und wissenschaftlichen Fragen in den wichtigsten Ingenieur- und Technologiebereichen meines Landes.

Alle Formalitäten sind erledigt, aber eine Sache macht mir Sorgen. Gemäß der Konvention wird jede Xiangshan-Konferenz von einem berühmten Wissenschaftler geleitet. Wo findet man diesen „berühmten Wissenschaftler“? Guo Guangcan dachte an Qian Xuesen. In seinem Brief an Qian Xuesen lud er Qian Xuesen ein, die Xiangshan-Wissenschaftskonferenz zum Thema „Quantenkommunikation und Quantencomputing“ auszurichten.

Unerwartet erhielt Guo Guangcan bald eine Antwort von Herrn Qian Xuesen.

Leider könne Herr Qian aufgrund seines hohen Alters von 87 Jahren und seiner „unmöglichen Mobilität“ „an keinen Sitzungen mehr teilnehmen“. In diesem Zusammenhang entschuldigte sich Guo Guangcan ein wenig: „Wenn ich früher von Herrn Qians Gesundheitszustand gewusst hätte, hätte ich ihn nicht zu einer solchen Einladung eingeladen.“

Mehr als 20 Jahre später war Guo Guangcan immer noch beeindruckt, als er sich an die Einzelheiten des Briefes an Reporter erinnerte. Qian Xuesen brachte es in seinem Brief gleich auf den Punkt: „Ich stimme Ihnen zu, dass wir das ganze Land vereinen sollten, um die technischen Probleme der Quanteninformationssysteme anzugehen. Dies ist eine Angelegenheit von nationaler Bedeutung.“

Qian Xuesen sagte außerdem: „Wir leben im Zeitalter der sozialistischen Marktwirtschaft. Die Zeiten haben sich geändert. Die alten Methoden werden nicht mehr funktionieren.“

Quantencomputer im Dienste der Menschheit

„Dieser Brief hat mir großen Mut gemacht und mich dazu gebracht, über einen Ausweg nachzudenken“, sagte Guo Guangcan.

Im Jahr 1999 gründete Guo Guangcan mit Unterstützung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften das Open Laboratory of Quantum Communication and Quantum Computing am USTC. Im Jahr 2001 wurde das Labor von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften offiziell als Schlüssellabor der Chinesischen Akademie der Wissenschaften anerkannt und erhielt den vollständigen Namen „Schlüssellabor für Quanteninformation der Chinesischen Akademie der Wissenschaften“. Damit wurde es das erste Schlüssellabor auf Provinz- und Ministerebene im Bereich der Quanteninformation in meinem Land.

Im Jahr 2001 bewarb sich Guo Guangcan um das erste „973“-Projekt im chinesischen Bereich der Quanteninformation. Mehr als 50 Wissenschaftler aus über einem Dutzend bedeutender Forschungsinstitute und berühmter Universitäten in China haben zusammengearbeitet, um an der Forschung dieses Projekts teilzunehmen. Dieses Projekt ist das erste „973“-Projekt im Bereich der Quanteninformation meines Landes und Guo Guangcan fungierte als leitender Wissenschaftler. Er brachte alle wichtigen Teams auf diesem Gebiet im Land zusammen – mehr als ein Dutzend teilnehmende Einheiten und mehr als fünfzig Kernforscher. Dieses Team wird zukünftig ein wichtiger Teil der chinesischen Quanteninformationsforschung sein.

Im Jahr 2003 wurde Professor Guo Guangcan zum Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften gewählt und erhielt den „Ho Leung Ho Lee“-Preis.

Von da an führte Guo Guangcan das Team zu eingehender Forschung und Innovation im Bereich der Quanteninformation und erzielte eine Reihe origineller, innovativer wissenschaftlicher Forschungsergebnisse auf Weltklasseniveau in den Bereichen Quantencomputer, sichere Quantenkommunikation usw. Gleichzeitig baute er ein wissenschaftliches Forschungsteam mit Pionier- und Innovationsfähigkeiten auf.

Im Jahr 2017 gründeten Guo Guangcans „Lehrlinge“ mit der Technologie aus dem Schlüssellabor für Quanteninformation der Chinesischen Akademie der Wissenschaften das führende chinesische Quantencomputerunternehmen „Origin Quantum“ in Hefei und begannen mit der Industrialisierung des Quantencomputers. Ihr Ziel war es, „Quantencomputer aus den Laboren herauszuführen und sie wirklich der menschlichen Gesellschaft dienen zu lassen“.

„Die Entwicklung von Quantencomputern muss drei Phasen durchlaufen: Quantenprototyp, Quantenhegemonie und Quanten-Allzweckmaschine. Derzeit bewegt sich die Menschheit auf das Stadium der Quantenhegemonie zu.“ Guo Guangcan sagte: „Selbst wenn sich die Hegemonie durchsetzen sollte, können wir nicht sagen, dass Quantencomputer bereit sind, da sie noch weit von Allzweckmaschinen entfernt sind.“

Heute wird der Kontext der in Qian Xuesens Brief erwähnten „nationalen Angelegenheiten“, die Generationen von Wissenschaftlern beschäftigt haben, immer deutlicher.

Was Akademiemitglied Guo Guangcan besonders freut, ist: „Ich sehe, wie junge Menschen auf dem Gebiet der Quanteninformation wachsen, Talent entwickeln und Erfolg haben. Ich bin überzeugt, dass sie eine bessere Zukunft für die Quanteninformation schaffen können.“

Der „Guo Guangcan Optical Outstanding Doctoral Dissertation Award der Chinese Optical Society“ wurde offiziell ins Leben gerufen

Am 4. Dezember fand gleichzeitig die Unterzeichnungszeremonie des „Guo Guangcan Optical Outstanding Doctoral Dissertation Award of the Chinese Optical Society“ statt.

Um den Innovationsgeist der Doktoranden zu fördern, die Qualität der Doktorandenausbildung in der Optik weiter zu verbessern, wissenschaftliche Forschungstalente mit Innovationsfähigkeit an der Spitze der Optik zu fördern und die Entwicklung der optischen Industrie meines Landes zu unterstützen, begann die Chinesische Optische Gesellschaft im Jahr 2016 mit der Auswahl herausragender Doktorarbeiten in der Optik.

Auf der zehnten Sitzung des achten Exekutivrats der Chinesischen Optischen Gesellschaft am 18. September 2021 in Shenzhen prüfte der Exekutivrat den Entwurf zur Überarbeitung der Vorschriften für die Auswahl herausragender Doktorarbeiten in Optik der Chinesischen Optischen Gesellschaft und verabschiedete einen Beschluss zur Änderung des Namens der Auszeichnung von „Herausragende Doktorarbeit in Optik der Chinesischen Optischen Gesellschaft“ in „Herausragende Doktorarbeit in Optik von Guo Guangcan, Chinesische Optische Gesellschaft“. Die herausragendsten Doktorarbeiten im Bereich Optik von Guo Guangcan werden einmal jährlich ausgewählt. Dabei werden jedes Mal nicht mehr als fünf Siegerarbeiten ausgewählt, die jeweils mit einem Preisgeld von 10.000 Yuan dotiert sind. Je nach konkreter Situation können auch maximal 10 nominierte herausragende Arbeiten ausgewählt und mit einem Preisgeld von jeweils 5.000 Yuan ausgezeichnet werden.

Nach der Namensänderung wurde der „Guo Guangcan Excellent Doctoral Dissertation Award in Optics of the Chinese Optical Society“ mit einer Spende von 2 Millionen Yuan von sechs Studenten des Akademikers Guo Guangcan – Han Zhengfu, Zhou Zhengwei, Li Chuanfeng, Guo Guoping, Zhang Yongsheng und Huang Yunfeng – ins Leben gerufen und wird von der Education Foundation der University of Science and Technology of China betrieben und verwaltet.

Mit der Einrichtung des „Guo Guangcan Optical Outstanding Doctoral Dissertation Award of the Chinese Optical Society“ sollen junge wissenschaftliche Forschungstalente ausgezeichnet, die Entwicklung optischer Disziplinen gefördert und die Entwicklung der optischen Industrie meines Landes vorangetrieben werden. Gleichzeitig ist es auch eine Belohnung für die herausragenden Beiträge des Akademikers Guo Guangcan.

(Guangming Daily Omnimedia-Reporter Chang He, Korrespondent Zhang Mengyi, Sun Chao)

Quelle: Guangming Daily Omnimedia-Reporter Chang He, Korrespondent Zhang Mengyi, Sun Chao

Herausgeber: Wang Yuanfang

Herausgeber: Sun Dai und Zhu Xiaofan