40年前的5月，量子計算誕生了

量子計算起源于40年前的第一屆計算物理學會議，1981年5月6日至8日，該會議由麻省理工學院（MIT）和IBM在MIT的恩迪科特大樓組織，有近50名來自計算和物理的研究人員參加，以往這兩個群體很少接觸， 時間回到1961年，一位名叫羅爾夫·蘭道爾(Rolf Landauer)的IBM研究人員發現了這兩個領域之間的一個基本聯系：他證明了每一次計算機擦除一點資訊，就會產生一點熱量，這與系統的熵增相對應，而到了1972年，蘭道爾聘請了理論計算機科學家查理·貝內特(Charlie Bennett)，后者證明了熵增可以通過一臺以可逆方式執行計算的計算機來避免， 巧合的是，與蘭道爾共同發起恩迪科特會議的麻省理工學院教授埃德·弗雷德金(Ed Fredkin)獨立得出了同樣的結論，盡管他從未獲得過本科學位，事實上，大多數對量子計算起源故事的講述都忽略了弗雷德金的關鍵作用，

Ed Fredkin（年輕）

Ed Fredkin 弗雷德金不尋常的職業生涯始于1951年，他進入加州理工學院，

盡管他在入學考試中表現出色，但他的家庭經濟拮據，不得不做兩份作業來支付學費，他在學校表現不佳，很快錢也用完了，1952年他退學了，并加入了空軍，但好在避開了朝鮮戰爭， 幾年后，空軍派弗雷德金去MIT林肯實驗室，幫助測驗新生的SAGE防空系統，他學會了計算機編程，很快就成為了世界上最好的程式員之一，這個群體當時可能只有500人左右，

1958年離開空軍后，弗雷德金在BBN公司作業，他建議公司購買了最早的兩臺電腦，并在這里結識了麻省理工學院的教授馬文·明斯基(Marvin Minsky)和約翰·麥卡錫(John McCarthy)，二人共同奠定了人工智能領域的基礎， 1962年，他們陪同麥卡錫前往加州理工學院做了一次演講，就在這里，明斯基和弗雷德金會見了理查德·費曼(Richard Feynman)，他因在量子電動力學方面的作業獲得了1965年諾貝爾物理學獎，費曼給他們展示了一個手寫的筆記本，上面寫滿了計算結果，并要求他們開發能夠執行符號數學計算的軟體， 弗雷德金于1962年離開BBN，創辦了世界上最早的人工智能初創公司之一Triple-I，1968年Triple-I上市，弗雷德金成為百萬富翁，明斯基聘請他為麻省理工學院人工智能實驗室的副主任，

三年后，弗雷德金成為麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室(CSAIL)的前身MAC專案的主任，他還成為了MIT的一名全職教授，盡管他缺少文憑， 但是弗雷德金很快也厭倦了，所以在1974年他回到加州理工學院和費曼相處了一年，他們達成了協議，弗萊德金教費曼計算，費曼教弗萊德金量子物理， 弗雷德金開始理解量子物理，但他不相信，他認為現實的結構不可能建立在可以用連續測量來描述的東西之上，量子力學認為，像電荷和質量這樣的量是由離散的、可數的、不能細分的單位組成的(稱為量子化)，但像空間、時間和波動方程這樣的東西基本上是連續的，但是弗雷德金堅信空間和時間也必須被量子化，而現實的基本組成部分就是計算，他提出，現實必須是一臺電腦！ 1978年，弗雷德金在MIT教授了一門名為“數字物理”的研究生課程，該課程探索了根據這種數字原理改造現代物理的方法， 然而，費曼仍然不相信，除了使用計算機運行演算法之外，計算和物理之間還存在著有意義的聯系，因此當弗雷德金邀請費曼在1981年的會議上發表主旨演講時，剛開始他拒絕了， 不過，當弗雷德金答應他可以說任何他想說的話時，費曼改變了主意，并在一次詳細的演講中闡述了他關于如何將兩個領域聯系起來的想法，該演講提出了一種利用量子效應本身進行計算的方法， 費曼解釋說，計算機在幫助模擬和預測粒子物理實驗結果方面的能力很差， 現代計算機是確定性的：給它們同樣的問題，它們就會給出同樣的解，另一方面，物理學是概率性的，因此，隨著模擬中粒子數量的增加，對可能的輸出執行必要的計算所需的時間將呈指數增長，費曼斷言，前進的道路是建造一臺利用量子力學進行概率計算的計算機， 費曼沒有為這次會議準備一份正式的論文，但在弗雷德金研究小組的研究生Norm Margolus博士的幫助下，他的演講被發表在《國際理論物理雜志》上，題目是“用計算機模擬物理”， 費曼的演講，連同弗雷德金與麻省理工學院研究科學家托馬索·托弗利(Tommaso Toffoli)合著的文章《保守邏輯》（Conservative Logic）(部分基于弗雷德金的學生William Silver在75年、80年撰寫的一篇“數字物理”學期論文），構成了這個新興領域的基礎，

Richard Feynman

這次會議之后，1983年貝內特和蒙特利爾大學教授吉爾·布拉薩德(Gilles Brassard)發明了量子密碼——一種利用量子力學發送資訊同時防止竊聽的方法，與此同時，費曼繼續發展他的想法，

然而，如果不是彼得·肖爾(Peter Shor)博士，量子計算機可能仍然是一個智力玩具，他在1994年提出了一種方法，可以使用費曼設想的但尚未建成的量子計算機和一些聰明的數論來快速分解大數因子， 這引起了政府和企業的興趣，因為幾乎所有現代密碼系統的安全性都依賴于這樣一個事實:將兩個非常大的素數相乘很容易，但將乘積分解回其素數因子卻例外困難，有了Shor演算法和一臺足夠強大的量子計算機來運行它，這項任務將變得簡單，世界上大多數通過無線電波和互聯網傳輸的機密資料一旦被截獲，就可以很容易地解密， 1981年的會議不僅誕生了該領域開創性的論文，還誕生了一張計算和物理領域一些最偉大的思想家的照片，

照片拍攝于恩迪科特大樓下的草坪上，照片中包括費曼和弗雷德金；以及弗里曼·戴森(Freeman Dyson)，20世紀最有才華的物理學家之一；康拉德·楚澤(Konrad Zuse)，德國工程師，1941年制造了世界上第一臺完全可編程自動數字計算機；漢斯·莫拉維克(Hans Moravec)，當時他剛剛制造了一個可以通過視覺導航的機器人；丹尼·希利斯(Danny Hillis)，創建了思維機器(Thinking Machines)公司，并聘請費曼作為其第一名員工；還有許多現在家喻戶曉的人(至少在計算機科學和物理學領域)， 這讓人想起1927年第五屆索爾維電子與光子會議上的著名照片，照片中有阿爾伯特·愛因斯坦、尼爾斯·玻爾、泡利、海森堡和其他量子力學新興領域的領軍人物， 鮮為人知的是，查理·貝內特不在這張照片里，因為是他拍了這張照片，

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.