2009年5月22日下午， “山西大学科学技术哲学与科学技术史学术论坛”2009年第7期在中心学术报告厅举行。山西大学科学技术哲学研究中心青年教师王凯宁博士作了题为“量子计算及其哲学问题”的学术报告。报告由安军副教授主持，赵丹博士点评，中心学生与部分青年教师参加了报告会。 　　王凯宁老师在英国剑桥李约瑟研究所进行学术访问期间，与剑桥大学国王学院的Mark Sprevak研究员进行了关于量子计算基础问题的交流，围绕经典计算和量子计算之间的联系与区别，以及对计算分类及计算与有效方法之间的不同和由此导致得对认知的理解等问题开展讨论，从而对量子计算理论的基本问题及哲学解释有了更深刻的理解。
　　在报告伊始，王凯宁老师提出量子计算的概念，认为量子计算机就是一个量子力学系统，量子计算过程是量子力学系统的量子态的演化过程。计算过程可归结为制备物理态，演化物理态，最后对物理态实施测量。
　　王老师溯源量子计算的发展历史。从朗道（Landauer）最早考虑了计算过程中能耗的来源，内特(Bennett)证明所有经典不可逆的计算都可以改造为可逆计算，到贝尼奥夫(Benioff)考虑了用量子力学来描述可逆计算机的可行性。1982年，费曼（Feynman）认为量子叠加性和相干性等量子特性可能在未来的量子计算机中起本质作用。1985年，牛津大学的Deutsch提出了第一个量子计算机的设计蓝图、量子计算机的网络模型, 定义了量子Turing机，预言了量子计算机的潜在能力。1994年，绍尔（Shor）给出的关于大数因子分解的量子多项式算法。Shor的发现掀起了研究量子计算机的热潮。1997年，Grover提出另一个重要的算法即“量子搜寻算法”，可以实现在海量元素的无序集合中找到满足某种要求的元素。到目前量子计算方面的研究集中于物理实现方面，各国政府纷纷投入大量的资金和科研力量进行量子计算机的研究，并先后成立专门研究量子计算机的研究群。
　　接着，王老师分析了量子力学的五个特性：叠加性、干涉性、幺正变换、纠缠性、不可克隆性。通过与经典计算机的对比认识量子计算的基础（量子位、量子寄存器和量子逻辑门），以及量子计算过程。王老师指出，与经典计算机相比，量子计算机最重要的优越性体现在量子并行运算上。在经典计算中，并行性的核心思想是将一个计算任务分配给多个处理器同时运行，要快于使用一个处理器来运行，这是需要大量计算资源的。而量子计算是一种正真内在的并行运算，其之所以不同于经典计算的并行性，正如尼尔逊与昌所指出的原因，差别在于经典计算机上的“选择总是互相排斥的”，而在量子计算机上“选择却可能通过相互干涉，而给出函数的某些全局性质”。但是量子计算的最困难之处是它的物理实现。在量子逻辑门的物理实现方面，已进行了大量的研究工作，提出了多种方案，并有相当多的实验结果，但这些实验都是小规模的。量子计算主要的实验方案有原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。此外量子计算机实现要解决的问题包括：制备足够数量的量子门、减少或消除量子退相干的影响，退相干指处于量子位的粒子由于和外界环境相互作用而破坏量子位的叠加态、量子位的初始化应方便而迅速，即可以随时设置量子位的初始态、量子计算机应使多次测量成为可能，而且测量时间要远小于退相干时间。
　　在对量子计算做了大量讲解之后，王老师分析了与量子计算相关的哲学问题，首先是计算复杂性，为什么量子算法能克服经典算法所不能克服的某些复杂性呢？关键在于量子计算机是一个复杂系统，量子计算所具有的复杂程度不低于求解问题的复杂程度,即以复杂性克服复杂性。计算的本质就是一个信息加工的过程：包括对信息进行存贮、变换和显示等等。其次以计算作为基本的本体论范畴的新的世界观就是：不再认为构成物质世界的基本要素是粒子或能，取而代之的是计算。由这种新观念所代表的思潮一般叫做计算主义。然后王老师认为我们之所以看到某一个测量结果，是因为我们正好生活在同这一观察结果相对应的世界里。在其他的世界，对应着其他的测量结果，只不过我们看不到而已。这就是量子计算与多世界解释，通过从这样的方向对量子计算的思考，我们可以理解“平行宇宙”的概念：量子世界中的波函数组成的并不是一个，而是很多相互平行的宇宙。这些宇宙的成分都类似我们存在于其中的有形宇宙，且遵循与有形宇宙一样的物理定律。所以，在真实世界中，任何一重宇宙都不具有特殊地位，有形宇宙与影子宇宙的区别，仅仅基于我们的主观立场而言。
　　王老师认为量子计算还为我们理解其他的一些哲学问题提供了思路，如随机性与确定性的问题，人脑结构与量子理论的关联问题等等，甚至也为一些有科幻色彩的想法（如隐形传物）提供了理论上的可能。
　　随后，赵丹老师进行了精彩的点评，认为量子计算研究属于前沿科学，王老师的报告所涉及领域很难，量子计算并行方式运算速度很快，前景广泛，引起好多领域专家进行研究，但相对困难一些。当赵丹老师问及王老师在研究中最困难的地方是什么时，王老师答道量子力学中一些基本问题的理解及如何把握，并对此进行研究是最基本的问题。在赵丹老师精彩的点评之后，与会师生就多世界解释以及世界的本质是数学的还是计算的？展开了热烈的讨论。
　　最后，报告在师生热烈的掌声中结束，感谢王凯宁老师给我们带来的精彩的报告，让我们对量子计算这一前沿科学问题有了认识，为我们进一步对量子计算理论的基本问题及理解其哲学解释开辟了新的思考方向！