姚期智對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“如果我們研制出量子計(jì)算機(jī)，將能夠幫助我們更好地解釋物理學(xué)的各種現(xiàn)象，特別是微觀的現(xiàn)象和材料學(xué)的現(xiàn)象。我們可以用它做實(shí)際的計(jì)算，可以獲得前所未有的新知識(shí)。”
上周，姚期智先生出席了在上海召開的國際量子密碼會(huì)議（Qcrypt），這也是這位國際知名計(jì)算機(jī)學(xué)家、“圖靈獎(jiǎng)”得主、中國科學(xué)院院士，為數(shù)不多的公開露面。
已年逾古稀的姚期智先生精神矍鑠，風(fēng)趣儒雅。當(dāng)日，他身穿黑色西裝，佩戴一條淺灰色白條紋領(lǐng)帶，在中科院院士、中科大常務(wù)副校長潘建偉教授的引薦下，接受了第一財(cái)經(jīng)記者的采訪。
姚期智先生1946年出生于上海，盡管幼年時(shí)就隨父母定居臺(tái)灣，而后遠(yuǎn)赴美國，但從他的中英文口音中，仍然能辨別出一位上海人的“吳儂軟語”。
跨越學(xué)科摘得“圖靈獎(jiǎng)”
量子計(jì)算、通信及信息理論是姚期智在上世紀(jì)90年代后開始主攻的研究領(lǐng)域。早在1993年，他便提出量子通信復(fù)雜性，從而基本完成了量子計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)。
潘建偉院士表示，他在讀博期間就讀過姚期智的文章。“姚先生是研究網(wǎng)絡(luò)通信復(fù)雜性理論的國際先驅(qū)，最先提出了量子通信的復(fù)雜性，為量子計(jì)算的理論基礎(chǔ)做出杰出貢獻(xiàn)。”潘建偉院士說道。
2000年，因?yàn)閷?duì)計(jì)算理論包括偽隨機(jī)數(shù)生成、密碼學(xué)與通信復(fù)雜度的突出貢獻(xiàn)，姚期智獲得“圖靈獎(jiǎng)”，成為目前為止獲此殊榮的唯一的華人計(jì)算機(jī)科學(xué)家。圖靈獎(jiǎng)被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng)”，當(dāng)時(shí)圖靈獎(jiǎng)的組委會(huì)曾這樣評(píng)價(jià)：“姚期智先生在計(jì)算理論研究方面做出大量的根本性的、意義重大的貢獻(xiàn)。”
然而，這位世界頂級(jí)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家最開始的研究領(lǐng)域卻并不是計(jì)算機(jī)。姚期智曾在臺(tái)灣大學(xué)獲得物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，在哈佛大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位，不過在妻子儲(chǔ)楓的建議下，他放棄物理學(xué)，轉(zhuǎn)而投入方興未艾的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域從事研究工作，于1975年獲得了伊利諾伊大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)博士學(xué)位。
從物理系到計(jì)算機(jī)系的跨越，也成為了姚期智人生中最重要的選擇之一。
姚期智的妻子儲(chǔ)楓畢業(yè)于麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)系，對(duì)于妻子，姚期智是深懷感激的。他們相識(shí)于哈佛與麻省理工的單身男女派對(duì)，第一次約會(huì)觀看的是舞蹈劇《天鵝湖》。姚期智曾驕傲地說道，此生最愛，一是“圖靈獎(jiǎng)”，一是儲(chǔ)楓。兩人在一起近50年來，始終過著平淡的生活。
不過姚期智仍認(rèn)為，在本科階段選擇物理系能讓人掌握如何做研究的方法，同時(shí)能讓人有科學(xué)的理念，未來不管切換到什么領(lǐng)域，從事何種事業(yè)，這種研究方法和理念都會(huì)有所幫助。
培養(yǎng)一流計(jì)算機(jī)人才的“姚班”
2005年，姚期智辭去普林斯頓大學(xué)終身教授的職務(wù)，正式加入清華大學(xué)高等研究中心，擔(dān)任全職教授，他還主導(dǎo)與微軟研究院合作，在清華創(chuàng)辦了意義深遠(yuǎn)的“姚班”。姚期智依然每周親自給“姚班”的本科生上兩堂課。
姚期智當(dāng)年創(chuàng)辦“姚班”的初衷，是準(zhǔn)備把這個(gè)班培養(yǎng)成一個(gè)具有和麻省理工、斯坦福同等水平的人才的培養(yǎng)庫。他認(rèn)為，現(xiàn)在全部達(dá)到了目標(biāo)，甚至是“超標(biāo)”了。“在現(xiàn)有的320位姚班學(xué)生中，我覺得我們比那些學(xué)校的學(xué)生還要好。”姚期智表示。
姚期智支持“精英教育”，“姚班”也是中國特定教育環(huán)境下的產(chǎn)物。他曾找到時(shí)任清華大學(xué)書記陳希，表達(dá)了自己辦“姚班”的想法。為了吸引這名世界計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的華人泰斗回國，陳希書記不假思索地同意了。
對(duì)此，姚期智曾表示：“‘姚班’這樣的事情，如果在美國做，從理念到實(shí)踐，會(huì)非常困難，阻力會(huì)非常多。越是好的大學(xué)，想要在里面做一些革新的事情就特別的困難。”
他并不認(rèn)為“創(chuàng)造力”缺乏可以成為中國科技原創(chuàng)發(fā)展不足的借口。“中國學(xué)生的創(chuàng)造力不夠，我覺得與環(huán)境有很大關(guān)系，如果周圍的環(huán)境都滿是創(chuàng)造力，教授們思想活潑，那學(xué)生自然也會(huì)變得跟他們一樣。”姚期智表示，“環(huán)境的作用、示范帶動(dòng)的作用，會(huì)加速我們整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步。我們已經(jīng)等不起了，必須要用很短的時(shí)間做好科技方面的良性循環(huán)。”
清華學(xué)堂的這一計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)班，如今已經(jīng)培養(yǎng)出一大批中國計(jì)算機(jī)科學(xué)界的頂尖人才，包括后來進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)的小馬智行的創(chuàng)始人樓天城、曠視科技的創(chuàng)始人印奇和唐文斌等，他們都在全世界最前沿的領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)。
2011年，姚期智開始擔(dān)任清華大學(xué)交叉信息研究院院長，他還在清華大學(xué)組建了量子信息中心。
“姚先生作為國內(nèi)最早進(jìn)入量子信息領(lǐng)域進(jìn)行研究的極少數(shù)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家之一，為這個(gè)領(lǐng)域作出了開創(chuàng)性的工作。”潘建偉院士對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示。
2016年9月，應(yīng)楊振寧和姚期智兩位華裔科學(xué)家的申請(qǐng)，中國科學(xué)院經(jīng)審議通過了《中國科學(xué)院外籍院士轉(zhuǎn)為中國科學(xué)院士的暫行辦法》。2017年初，姚期智放棄外國國籍成為中國公民。
量子計(jì)算機(jī)“呼之欲出”
姚期智先生的研究方向包括計(jì)算理論及其在密碼學(xué)和量子計(jì)算中的應(yīng)用。他用計(jì)算機(jī)發(fā)牌、打牌，研究計(jì)算機(jī)理論，并將這種理論應(yīng)用到密碼學(xué)。用通俗的比喻來講，生意合伙人如果互相發(fā)送電子郵件，即便使用只有雙方通曉的暗語，也存在泄密的可能，這就牽涉到信息安全和加密，也是姚期智研究的重要方向。
姚期智對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“經(jīng)過科學(xué)家30多年的探索，量子信息領(lǐng)域目前已發(fā)展到一個(gè)非常重要的突破性階段，尤其是在最近幾年，我們也看到了量子計(jì)算機(jī)的制造進(jìn)展，基本上可以說是呼之欲出了。”
在姚期智看來，量子計(jì)算是一個(gè)非常重要的知識(shí)領(lǐng)域。他表示，量子計(jì)算機(jī)的研制成功，可以被視為第二個(gè)“圖靈”般的歷史重大時(shí)刻。“這就相當(dāng)于我們進(jìn)入到了原始森林，一個(gè)前無古人的地方，任何一個(gè)進(jìn)步都是重大的。”
姚期智對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“如果我們研制出量子計(jì)算機(jī)，將能夠幫助我們更好地解釋物理學(xué)的各種現(xiàn)象，特別是微觀的現(xiàn)象和材料學(xué)的現(xiàn)象。我們可以用它做實(shí)際的計(jì)算，可以獲得前所未有的新知識(shí)。”
量子計(jì)算在過去的15至20年中，經(jīng)歷了非常重要的演進(jìn)，谷歌、微軟、IBM等大公司紛紛強(qiáng)勢(shì)介入量子計(jì)算研究，很多的公司和研究機(jī)構(gòu)取得重大的突破，D-Wave甚至已經(jīng)做出2000多個(gè)獨(dú)立的量子比特計(jì)算機(jī)。“這不僅僅需要實(shí)驗(yàn)學(xué)大量的努力，還需要我們最終進(jìn)行工程學(xué)的制造，要建立起超能力的量子計(jì)算機(jī)，我們就必須要讓工程師參與。”姚期智對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示。
姚期智對(duì)量子計(jì)算機(jī)的未來表示樂觀。他說道：“我們可以看到，不僅僅是國家在量子技術(shù)方面投入大量的人力和精力，而且企業(yè)也參與其中。這些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，他們的確是非常有遠(yuǎn)見的，他們的洞察也非常敏銳，知道這一個(gè)重大前沿的領(lǐng)域會(huì)給人類帶來影響深遠(yuǎn)的知識(shí)結(jié)果。”
不過，盡管姚期智認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)呼之欲出，他仍然表示，建立起一個(gè)實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)，最后的階段非常具有挑戰(zhàn)性。“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，我不知道會(huì)取得多大的成功，但是我們應(yīng)該要把理想設(shè)置得非常高，并且始終保持敬畏和謙遜，不斷完善自己。”姚期智說道。
72歲首次創(chuàng)業(yè)下注人工智能
在教育事業(yè)上奉獻(xiàn)一生的姚期智，今年72歲第一次創(chuàng)業(yè)。他組建的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)——南京圖靈人工智能研究院落戶南京。姚期智向第一財(cái)經(jīng)記者介紹道，這一機(jī)構(gòu)將致力于把一些計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究結(jié)果應(yīng)用到實(shí)際的產(chǎn)業(yè)中，并轉(zhuǎn)化為有效的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
今年8月，清華大學(xué)交叉信息研究院落戶西安高新區(qū)軟件新城，由姚期智親自負(fù)責(zé)，目標(biāo)是成為中國乃至全球在人工智能領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的一個(gè)高地。姚期智對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“西安的項(xiàng)目主要關(guān)注的重點(diǎn)是芯片設(shè)計(jì)，這是與南京研究院的區(qū)別。”
“量子計(jì)算和人工智能兩個(gè)領(lǐng)域的結(jié)合將會(huì)是未來的重大時(shí)刻。”姚期智告訴第一財(cái)經(jīng)記者，“通過量子計(jì)算的進(jìn)步，我們可以把量子和人工智能相結(jié)合，也就是說用量子算法，來了解或者是創(chuàng)造新的智慧，獲得超越自然的力量。”
姚期智認(rèn)為，如果能夠在當(dāng)前支持深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中加入量子元素，一旦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與量子元素結(jié)合，這可能帶來機(jī)器學(xué)習(xí)效率的大幅提升。
他介紹道，量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用態(tài)疊加原理比經(jīng)典神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理數(shù)據(jù)更快，這將是一個(gè)重大的進(jìn)步，因?yàn)閺脑瓌t上講，我們將能夠提升處理海量數(shù)據(jù)的能力，從而提升人工智能的能力，這也是量子計(jì)算的重要應(yīng)用的一方面。
對(duì)于人工智能的未來，姚期智充滿期待。他對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“今后的二三十年，人工智能一定會(huì)在科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界產(chǎn)生極大的影響。希望中國在下一波人工智能的浪潮中，能夠取得一些原創(chuàng)性的、有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果。”
但他同時(shí)指出，中國人工智能當(dāng)前的研究和發(fā)展存在兩個(gè)劣勢(shì)，其一是中國對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程一向重視不夠，我們?cè)谟?jì)算力、硬件方面很強(qiáng)，有全世界排名數(shù)一數(shù)二的超級(jí)計(jì)算機(jī)，但系統(tǒng)工程會(huì)是下一個(gè)階段的重要壁壘。另一個(gè)缺陷是算法和背后的理論，下一步人工智能的突破一定是在算法方面，會(huì)從理論著手，這方面國外已經(jīng)有了非常深厚的基礎(chǔ)，但我們相對(duì)而言還處于弱勢(shì)，需要更加關(guān)注理論基礎(chǔ)方面的研究。