编者导语
今天的量子计算，如果参照“经典计算机”的发展历程来说，走到了哪一步？丁洪的回答是：“我们可能处于晶体管发明之前。”
原型机已经能够做出来，但仍容易出错。如何让计算可靠地进行，仍是需要跨越的关口。无论是探索本身具有容错性质的拓扑量子比特，还是完善量子纠错，他所期待的“晶体管时刻”，都还需要研究者继续推进。
与此同时，他已经在实验室里看见另一种变化：AI 开始参与材料测试与实验控制。他设想，如果一个人通过做实验获得的数据，能被更多研究者和 AI 智能体利用，实验效率与分析能力的提升将会叠加起来，科学发现的速度也会随之加快。
这位实验物理学家喜欢跨界。他会从一场讲述核研究历史的话剧，谈到科研团队如何交流、如何纠错；也会从一条印着李政道手稿的领带，谈到艺术如何影响科学家的想象力。
在实验室之外，他也把许多时间投向学生培养、科学公益和产业交流。无论是亲自探索未知，还是帮助更多人走近科学、投身研究，背后都是同一份初心：创造知识，推动社会进步。
受访嘉宾：
丁洪，中国科学院院士、实验物理学家，主要从事凝聚态物理研究，现任上海交通大学李政道研究所副所长。他于 2008 年回国开展研究，近年来关注量子计算、AI 与科学研究的结合，参与量子人才培养及大理李政道科学艺术中心建设，也是未来科学大奖获奖者、科学公益的参与者。他用“一个喜欢跨界的科学家”来介绍自己。
未来启点： 拿今天的量子计算与 1947 年的晶体管的发明做类比，您觉得我们走到了哪一步？
丁洪： 我们可能处于晶体管发明之前。当年，电子计算机用的是真空管，晶体管出来以后，大大推动了电子计算机的发展。
现在的量子计算，也有点像那个阶段。我们可以做出一些容易出错、带噪声的量子计算机原型机，但能够支撑的、实用的容错量子计算机，还没有做出来。
至于真正的“晶体管时刻”，无论是通过拓扑量子比特，让它本身带有容错的性质；还是把纠错码做好，克服计算中的错误，我们都还没有走到那一步。能够实现这样的容错能力，才算到达了量子计算机的“晶体管时刻”，容错非常关键。
未来启点： AI 能在量子计算的纠错中起什么作用？
丁洪： AI 对识别错误、纠正错误，可能是非常好的工具。事实上，经典计算机，特别是存储器，也会出错，也需要纠错。东西越做越精密、越做越脆弱，出错是不可避免的。
在可控核聚变领域，也有类似的数据驱动思路。等离子体的湍流现象非常难计算，但 AI 可以利用实时数据，不断从实验中学习，识别发生破裂之前的状况，提前作出判断。通过数据找规律，这肯定是一个趋势。
未来启点： 在您自己的实验室，AI 已经参与了哪些具体工作？
丁洪： 我们现在开发材料、测试材料，就在用 AI。我们的一位研究员和学生正在做用 AI 控制测量的工作，可以把测量效率提高 100 倍。
这个效率的提升是非常惊人的。一般做一个实验，可能是几个学生；现在相当于有几百个学生，可以平行地做，迭代效率就会非常高。
AI 辅助量子研究，已经是一个很明确的方向，它能够参与材料开发和测试，帮助我们把实验更快地往前推进。
未来启点： 实验做快了，产生的数据又该如何使用？
丁洪： 我跟别人聊过这个问题，至少在我们做固体物理的领域，你做一个实验，往往就是这个组掌握这份数据。但天文界不一样，一个望远镜收集的数据，可以开放给全世界来做研究。
我想，我们这个领域很快也会这样：我们采集的数据，AI 都能知道，不必全部由人来读。AI 可以从里面发现联系，一个人做实验，其他人甚至所有 AI 智能体，都能够利用、挖掘这些数据，那就会非常有力量。
接下来就要考虑“贡献怎么算”。我用了谁的数据？比如用了张三的数据 50%，李四的数据 50%，能不能据此认定他们各自的贡献？这也需要有办法。
过去是一个人做实验、分析数据、作出发现。以后，一个人产生的数据，可以由很多人、很多 AI 来分析；另一边，AI 也可以做实验，提高实验效率。这两件事叠加，知识增长就可能变得非常快，我觉得可能会出现科学上的一次“大爆炸”。
未来启点： AI 帮助量子研究之外，量子计算又可能如何帮助 AI？
丁洪： 我比较感兴趣的是量子神经网络——Quantum Neural Network，也就是 QNN。现在主流的神经网络是经典的，人脑应该也是经典的。将来如果用量子的方法，在某些问题上可能会非常有效，那就可能出现 Quantum AI，量子人工智能。
因为世界本质上是量子的，我想这是一个更前沿的事情，可能要到未来十年、二十年，才会慢慢出现。
人的智慧，也有它的物理基础
未来启点： 您为什么相信 AI 有可能超过人的智慧？
丁洪： 我觉得智能的本质是一个多体问题。物理学里有一句话——More is Different，更多会带来不同。再多很多，可能就会产生非常大的不同。
我不认为人的智慧是神圣的、高不可攀的。它有物理的基础，跟大脑细胞、连接的数量和结构有关，复杂性可能带来新的能力。
以前人会觉得“鸟能飞”是一件很神奇的事情，后来我们发现，不需要完全模仿鸟的飞行方式，也可以造出飞机，而且飞得比鸟更厉害。思考也是一种物理能力，如果找到一种更有效的方法，给它更多能源，它或许可以有更多思考的方式，甚至能展现出很大的创造力，包括艺术创造力。
过去人认为地球是宇宙的中心，后来发现并不是。现在有些人觉得，人的智慧是其他东西永远超过不了的，我想，这种想法可能跟以前认为“地球是宇宙中心”类似。
未来启点： 您觉得 AI 也可能作出广义相对论这样级别的发现吗？
丁洪： 我觉得完全可以。
“AI 可以解决很难的数学问题”这样的事情已经开始出现，或者马上就要出现。我相信未来三年之内，一些遗留的重大数学问题，都有可能被 AI 突破，这跟下围棋有相似之处——人达到自己的极限后，AI 还可能再往上走。
人的进化是一种缓慢的过程，人的身体不能飞，不能长时间潜水，但人能够造飞机、造潜艇。现在再造出一个思考比自己厉害的东西，也是人的伟大之处。
我有时候会打一个比方：一只蚂蚁，一生只在海滩的几个石头上爬，没去过大海，却说自己理解了整个大海，你会觉得不可思议。人在宇宙里也很渺小，只经历了宇宙漫长岁月中很短的一瞬间，却能够去理解宇宙的奥秘。人的渺小和伟大，我觉得是同时存在的。
未来启点： 如果 AI 远远超过人类，您如何看它带来的风险？
丁洪： 对于 AI 的发展，我是比较乐观的。五年前，我的一些观点可能还显得比较激进，现在可能也不算了。我确实认为，AI 在未来，甚至不久的未来，会在智慧上超过人类，或者远远超过人类。
这当然会有很大的风险。一万年前，人面对狮子、老虎，没有什么优势；后来人靠智慧，可以把老虎关起来。如果 AI 和人的智慧也拉开这么大的差距，这个问题是需要考虑的。
但我有一个比较乐观的想法：AI 进化得非常快，它的道德观也会进化得非常快，可能不会重复人类曾经做过的一些不道德事情。
它还可能有积极作用，比如核武器现在掌握在人手里，如果 AI 有更强的能力，或许可以阻止一些人去按那个按钮。如果有小行星撞击地球，它也有望帮助人类避免过去无法避免的危险。
未来启点： 如果写一封给 2126 年（100年后）物理学家的信，您会期待那时的人知道些什么？
丁洪： 这封信很难写。你想，100 年前的人，很难预见今天这样的 AI 和计算机。我们现在处在指数发展的阶段，未来 100 年发生的变化，可能相当于以前很长的一段时间。
我会期待，那时已经弄清了暗物质、暗能量是什么，知道宇宙最终的命运；可能在地球之外找到宜居的地方，甚至找到其他有智慧的生命。
帮助我们认识这些的，也不一定只有人，可能有 AI。也许它会帮助我们意识到，人类在宇宙里并不孤独。
一个天才算错了，谁来纠正他？
未来启点： 谈到话剧《农庄馆客人》，您（之前写过一篇文章）认为海森堡是计算失误，而非故意算错，为什么作出这个判断？
丁洪： 我看了一些其他人的回忆，也看了他自己的回忆，我的判断是：他在计算中子扩散的相关系数时出了错，而且这不是他第一次算错。他可能更擅长发散式的思考。
但再看美国的曼哈顿计划为什么成功？我觉得更多是体制上的保障。那里有很多厉害的人，可以相互交流。一个人算错了，还可能有其他人来纠正。德国那边，一旦他算错了，可能就会错下去了。
所以这件事也反映了当时科学交流和人才储备的差别。再加上“排外”，很多科学家就离开了德国，最后去推动了美国的核计划，这是一个很深刻的教训，也是我看完以后很有感触、想写观后感的原因。
未来启点： 话剧里谈到，发现核裂变与制造原子弹有所不同，科学家该如何面对自己工作可能的负面后果？
丁洪： 这是一个很沉重的历史问题。哈恩知道原子弹爆炸、造成那么多人伤亡以后，有负罪感；奥本海默也有。至少电影里表现出了这种负罪感。
科学发现更多属于知识层面的探索；但制造出一种杀伤力很强的武器，并把它用于战争，这两者带来的责任确实有所不同。无辜的人因此丧生，科学家会有良心上的负担。
但倒过来想，如果二战时先造出原子弹的是纳粹德国，战争的结果可能会变化，甚至颠倒。从情感上来说，我当然希望正义的一方能够先掌握更有威力的武器。但把这些放在一起看，就能感受到这个问题的复杂和沉重。
未来启点： 今天做量子计算，科研组织需要发生什么变化？
丁洪： 我觉得有两方面。首先，量子计算对人类发展、对国家发展足够重要，举国体制能够发挥很大的优势。像曼哈顿计划、阿波罗计划，都是集中力量做重要事情。
另一方面，量子计算也像经典计算机一样，企业的力量会非常大，有市场需求的驱动。所以这两方面要结合起来。
在这个结合点上，就需要一支比较专注、又有不同学科交叉的科研和工程团队来实现，不能只靠一个小的科研小组去完成。所以，我们成立公司、建设量子学院，把产学研结合起来，就是为了完成这种重大任务。
未来启点： 组织越来越大，科学家个人还可以在哪些地方发挥作用？
丁洪： 科学家可以发挥很大的作用，很多原始创新，仍然是科学家做出来的。特别是量子计算领域，现在技术路线还没有收敛，需要很多不同的人去想不同的事情。
对于目标已经比较明确的攻关，尤其是一些工艺问题，就有点像做半导体、做光刻机，需要大公司、大团队，甚至举国体制去推进。但即使在这样的大团队里，科学家仍然发挥着非常重要的作用。
未来启点： 作为科学家，您为什么愿意花时间参与未来产业基金的成长？
丁洪： 未来产业跟未来科学是紧密结合的，未来产业的发展，也体现着科学成果的价值。作为科学家，我当然希望现在做的科学，将来能成为未来产业的重要组成部分。
所以我很愿意跟未来产业基金一起，帮助科学家参与产业、探索实际应用。而且这已经不是一个线性的过程，更像一个轮子。
你说产业在前，还是科学在前？我认为它们是交替的，相互推动。
未来启点： 您希望这支基金在五年、十年后带来什么？
丁洪： 我希望能产生一批伟大的科技企业。美国出现过英特尔、微软这样的公司，我相信，未来我们也会有一批年轻科学家创立的伟大企业。
未来启点： 如果一个技术背景很强的科学家准备创业，您最想提醒他什么？
丁洪： 技术强只是一个方面，做公司需要多方面的能力和努力，管理能力、对市场的理解，都非常重要。
技术很强的人，往往会先从第一性原理出发，想“我能做什么”。但其实更需要问“市场需要什么”。成功的企业，往往能够快速捕捉到市场的需求。
比如市场现在喜欢 Labubu，有人创造出这样的东西，就成功了。未必是因为他的技术能力最强，也可能是他对市场非常敏感，能够创造出一个市场的爆点，这又会吸引资金、吸引人才，让公司壮大起来。
所以，技术之外的这些能力，也是非常重要的。
未来启点： 支持早期科技项目，国有资本还需要解决什么问题？
丁洪： VC机构，尤其是投未来产业的这些投资机构，肯定不能要求每个项目都成功，可能只有少部分项目能够成功。
我们刚才讲量子计算要容错，其实投资也要容错。投这些方向，失败的概率非常高。如何建立一个容错机制，对国资来说目前还是一个很大的挑战。
未来启点： 您有一条印着李政道先生手稿的领带，它是怎么来的？
丁洪： 我回国以后，有一次作为中方代表团成员访问美国布鲁克海文国家实验室，那里的主任送给我一套礼物，其中就有这条领带。
后来我们在大理做李政道科学艺术中心，我太太参与了这条领带的重新设计，把它做成中心的伴手礼。
我对这份手稿很有感触。你看李先生的推导和笔迹，虽然是数学物理的内容，但确实像一幅画，他本人也很喜欢作画。这里面当然有非常重要的科学内容，有历史意义，同时也能够作为一件艺术品来展示。
未来启点： 您如何理解科学与艺术之间的相互影响？
丁洪： 我觉得科学和艺术一样重要，像硬币的两面，很难分开。人的创造力，最重要的体现，一方面在科学，一方面在艺术。
科学的发展会促进艺术；艺术的形式越来越多，也离不开科学的推动，比如透视、光学成像，就曾经帮助人们绘画。
但更多时候，是气质上的相互影响。艺术可能给人带来想象力，而顶级的科学家非常需要想象力。
我一直喜欢学新的东西，没有把自己的专业当成唯一的追求。专业之外，艺术、人文、历史，包括现在的 AI，我都很有兴趣。
未来启点： 为什么要把科学艺术中心放在大理？
丁洪： 我想要的是“三美结合”，科学之美、艺术之美和自然之美，所以选择大理，希望在有自然之美的地方，去体会科学之美和艺术之美。
人在比较放松的时候，如果还关注着某个问题，有时反而会产生新的想法；一直处在很匆忙的状态里，未必有这样的机会。
未来启点： 这种对美的感受，会如何进入一个科学家的研究？
丁洪： 美有主观的一面，也有客观的一面。好的风景、音乐，会让很多人都会产生相似的感受；科学之美，至少绝大部分科学家也会有同感。我觉得这里面反映了一些内在的、本质的东西。
科学有很多课题可以选择，杨振宁先生讲过“taste”，就是科学品位，这个非常重要，甚至是最重要的。对科学之美有多深的欣赏和体会，会影响你的追求。
所以我想，“三美结合”能够帮助研究者提升科学品位，产生思想的火花。
未来启点： 回国之前，哪些人的话对您影响最大？
丁洪： 中国科学院院士于渌先生对我有很大的影响。他在国外工作过很长时间，后来回国，他跟我说：“要想干大事，还得回国”，我是很相信这句话的。
更早还有一位美国物理学前辈安德森鼓励我：不要安于现状，不要觉得拿到了正教授，就可以满足了。他很早就获得了诺贝尔奖，到了晚年仍然一直在工作，这种境界对我的影响非常大。
当时我也看到国内发展很快，平台更大，能够把自己的想法和能力结合起来，我也比较有自信，觉得回来肯定会更加成功。
今天跟我当初回国时相比，情况已经很不一样。经费、待遇、人才和学生的条件，都发生了很大变化。在一些方面，国内已经不见得比国外差，以前要跨越的门槛更高，但敢跨过去的人，个人成长的空间也可能更大。现在基础条件已经改善了很多，有些人反而会更犹豫，这是人不同环境下需要作的选择。
未来启点： 面试量子英才班的学生，您最看重什么？
丁洪： 我以前说过一个词——Grit，就是坚韧、持续的热情。
有一部美国西部片叫《True Grit》，讲一个十几岁的女孩，为了追查杀父仇人，去说服别人帮助她。她认定了这件事，能够一直往前做，我觉得这种持续的热情非常重要。
很多人都有天赋，做科学，是需要一点天赋。但光有这些远远不够，更多还是要看这种 Grit。
未来启点： 筹建量子学院、给年轻学生上课的过程中，什么让您印象最深？
丁洪： 量子学院的筹备进展很快，学校和各方面都非常支持，但让我很有感触的，还是来自学生家长们的热情。
我记得上第一课的时候，来的家长跟学生差不多一样多。有些家庭来了两位，很多家长都拿着手机录像。
中国科学的发展，其实跟家长的热情是分不开的。他们重视教育，希望孩子成长，这能推动着很多人投身科学。看到这种热情，我对中国量子科技的发展很有信心。
我之前去上海华育中学交流，也的确看到一些数学很好的孩子对量子、对 AI 非常感兴趣，有些甚至对量子更感兴趣。
未来启点： 对学生的投入，给您带来过怎样的回报？
丁洪： 我的学生多半还是做科研，有些做得非常好。我觉得，对学生的投入是最值得的，因为他们会不断成长，有“升值空间”；把钱投入设备，设备通常会折旧。
他们在我这里做学生的时候，对组里的科研帮助很大。等他们毕业、工作以后，我们又能成为合作者，继续互相帮助，这种感觉非常好。
教师节的时候，我在学生群里发过一篇文章，题目是《给教师最好的礼物，就是送给他一个诺贝尔奖》。我希望我的学生也有这样的本领。
未来启点： 您还花很多时间做科学公益，这件事最吸引您的是什么？
丁洪： 跟做科学的初心一样，最早是好奇心，是一个比较纯粹的追求。后来有人把科研当成一份工作，养家糊口，这当然是必要的。但解决了生存问题，还要问自己有没有更高的追求，做科学到底是为了什么？
为了创造知识，为了社会进步，有时候，做科学公益能够在这些方面发挥更大的作用。像未来论坛、未来科学大奖，可以激励更多年轻人投入科学，提高公众的科学知识和科学素养，也让未来的领导者接受更好的科学教育，更加支持科学。
最初做未来论坛，看到公众，尤其是孩子对科学的热爱，我就觉得特别好。你能影响一批人，哪怕只影响一个人，都是非常好的事情。
此外，通过做科学公益，我也结识了不同领域的科学家，跟这些朋友交流，对我自己的科学研究也有很好的正面作用。
未来启点： 如果让更年轻的人记住您的一个身份，您会选什么？也请送给正在创新的人一句话。
丁洪： 科学家。更准确一点：一个喜欢跨界的科学家。
给正在创新的人，我想说——做自己想做的，并且擅长做的事情。
尾声
为一张寄往 2042 年的金唱片选一首歌，丁洪选了《传奇》。他说，每次听到这首歌，都会感动，也会想到自己的人生。
谈到在未来科学大奖颁奖时说的“Love is Everything”，他解释：那是对太太的感谢。在人生的几个关键选择中，她为家庭、也为他的事业，作出了牺牲。这份感触，与科学家的身份无关。
留给 2042 年的话，他用了从未来回望的口吻：希望到那时，未来产业基金已经支持培育了一批伟大的公司，开启世界上第一台容错量子计算机、点亮世界上第一座可控核聚变装置，也通过脑机接口，让人与 AI 能够畅通地对话。
这是一份留给未来的愿望。回到当下，他对量子计算所处阶段的判断依然明确：容错这一步，还需要继续做。
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