在量子科學的歷史上，有兩張著名的照片，一張是前文提到的索爾維會議，另一張是拍攝于MIT恩迪科特大樓下草坪上的一張照片，它標志著量子計算和量子信息的誕生。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.1981年5月6日，麻省理工學院（MIT）和IBM共同組織的第一屆計算物理學會議吸引了近50名來自計算和物理領(lǐng)域的研究人員參加。在會上，理查德·費曼發(fā)表了《用計算機模擬物理》的著名演講。費曼首先提出了一個問題，計算機能否模擬微觀粒子？答案是否定的。因為微觀世界的粒子并不遵從經(jīng)典力學的運動規(guī)律，支配其運動規(guī)律的是量子力學。把分別遵從這兩個理論的物理世界稱作經(jīng)典世界和量子世界，經(jīng)典世界中物理客體每個時刻的狀態(tài)和物理量都是確定的,而量子世界中物理客體的狀態(tài)和物理量都是不確定的。概率性是量子世界區(qū)別于經(jīng)典世界的本質(zhì)特征。由于經(jīng)典計算機是確定性的：給它們同樣的問題，它們就會給出同樣的解。而微觀粒子又是概率性的，想要模擬粒子，就必須建造一臺利用量子力學進行概率計算的計算機。這次會議之后，1983年，IBM的Charlie Bennett和蒙特利爾大學的Gilles Brassard發(fā)明了量子密碼——一種利用量子力學發(fā)送信息同時防止竊聽的方法。Bennett也參加了1981年的會議，作為拍攝者的他并未出現(xiàn)在照片了。1985年，牛津大學的David Deutsch進一步發(fā)展了費曼的構(gòu)想，研究如何在量子力學領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)計算機的原型圖靈機。他提出了“量子電路”（quantum circuits）的概念，通過這種方法，將經(jīng)典計算機中負責運算處理的邏輯電路（門）擴展到了量子力學領(lǐng)域。1992年，Deutsch與劍橋大學的Richard Jozsa提出了Deutsch-Jozsa算法。這是最早能夠證明量子計算機比任何經(jīng)典計算機有著指數(shù)級加速完成計算任務的量子算法。此后，量子算法發(fā)展得到了巨大的進步，開始讓人們看到了量子計算機的巨大潛力，特別是Shor算法的提出。1994年，貝爾實驗室的Peter Shor提出一種量子算法，他設想利用量子計算機自身固有的并行運算能力，在可以企及的時間內(nèi)，將一個大的整數(shù)分解為若干質(zhì)數(shù)之乘積。因此Shor算法也叫質(zhì)因數(shù)分解算法，對目前基于RSA加密的公鑰基礎(chǔ)設施極具威脅。對經(jīng)典計算機而言，破解高位數(shù)的RSA密碼基本不可能。例如，一個每秒能做1012次運算的機器，破解一個300位的RSA密碼需要15萬年。而Shor算法就不一樣了，它能夠利用量子計算機快速找到整數(shù)的質(zhì)因數(shù)，相比最好的經(jīng)典算法，可以實現(xiàn)指數(shù)級加速。也在90年代，Bennett、Brassard等人聯(lián)合發(fā)表的論文提出了隱形傳態(tài)協(xié)議（teleportation protocol），并由Anton Zeilinger、潘建偉等人完成了實驗演示。從上世紀80年代到90年代，基本完成了量子信息科學框架的搭建，為今天的第二次量子革命奠定了基礎(chǔ)。如今，雖然幾乎每天都能看到量子信息科學取得突破的消息，但距離實現(xiàn)真正廣泛的量子優(yōu)勢還有很長一段距離。這也是世界量子日存在的意義，它將回答量子如何引領(lǐng)未來的科技革命，以及這些將如何影響我們的社會。革命尚未成功，吾輩仍須努力！
