量子计算顶级科学家入职达摩院：阿里正处于打开终极计算之门的转折点

马里奥·塞格德出生于盛产科学家的国度匈牙利，研究领域包括量子计算和计算复杂性理论，曾于2001和2005年两度获得理论计算机领域的最高奖哥德尔奖。其研究成果为计算复杂性、流计算算法和量子算法提供了重要的理论基础。

 马里奥·塞格德个人近照

去年10月，阿里巴巴成立达摩院，宣布未来3年投入超过1000亿人民币进行基础科学和颠覆式技术创新研究，量子计算正是达摩院的重要研究领域之一。马里奥入职达摩院后，将与施尧耘等科学家们一起开展量子算法的研究，加速推进量子计算从理论到工程落地，并探索量子计算与云计算、人工智能、基础物理、材料、化学等学科结合的无限潜力。

加入达摩院：一个快速又愉快的决定

“达摩院要做的事和我的梦想不谋而合”马里奥在接受采访时谈到加入阿里巴巴的原因，“我一直希望不同的科学和技术能够融合在一起，创造出对人类有益的事”。而达摩院的初衷是希望汇聚全球顶尖科学力量，实现技术普惠。马云要求达摩院“服务全世界至少20亿人口”，“必须面向未来”。

有趣的是，加入达摩院是马里奥在短时间内做出的一个愉快决定。2017年10月受邀参加杭州云栖大会时，马里奥对达摩院和阿里巴巴的科学家们印象深刻，“是这些人的乐观感染了我，所以，它就这样发生了。”马里奥相信，施尧耘和他的一流科研团队，一定会做出不同凡响的事。“作为一名科学家，我不喜欢停滞不前，我不想错过这趟火车。”

除了在芝加哥大学、普林斯顿大学、希伯来大学、罗格斯大学等积累了丰富的高校教学和研究经验，马里奥还曾在贝尔实验室进行长达7年的研究。

“他不是那种象牙塔里的人，很喜欢和做应用的人合作，希望自身研究对实际社会产生积极影响。”施尧耘评价马里奥是“天才式解决问题的高手”。

量子计算：一个关于爱的问题

为何走上研究量子的道路？马里奥笑称，“这是一个关于爱的问题。如同音乐家会被美妙的新音乐吸引是一个道理”。在他看来，量子才是自然科学中最本源的东西。

在量子计算领域，早在两年前阿里巴巴就已开始布局。2015年7月，中国科学院与阿里巴巴旗下阿里云共同成立“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室”，这是中国科技公司首次参与到量子计算研究。阿里云也是全世界第一家提供专有云上量子加密信息传送服务的云计算公司，网商银行率先试点了这一服务。

相比传统计算机，量子计算机的最大区别在于：一台量子计算机可以在很少的步骤中完成经典计算无穷无尽的步骤后才能达到的计算能力。 当实现从传统计算机向量子计算机的飞跃，人类的计算力将出现指数级的提升，会给云计算、人工智能、生物制药、材料科学等多个领域带来颠覆式巨变。

中国机会吸引海外科学家

近年来，在量子计算、人工智能等前沿领域，中国的技术发展让世界瞩目。不仅掀起了华人顶尖科学家归国潮，还吸引了越来越多的世界级外籍科学家加入。

“马里奥是我最崇敬的科学家之一，”阿里云量子实验室主任施尧耘说，“他的加入让我有两层的自豪：一是成了他的同事，可以经常向他讨教学问；二是作为阿里人为阿里能够吸引到像他这样的大师级的科学家而自豪。”

迄今为止，阿里巴巴逐渐打造出一支堪称顶级的科学家阵容：比如美国密歇根州立大学终身教授金榕现在是阿里巴巴人工智能核心团队iDST院长，主导AI领域的前沿研究；亚马逊最高级别华人科学家任小枫是iDST首席科学家，领导一支强大的机器视觉团队；密西根大学终身教授、世界顶级量子科学家施尧耘担任量子技术首席科学家；南洋理工大学终身教授王刚担任人工智能实验室首席科学家。

马里奥·塞格德（Mario Szegedy）的采访Q&A

关于入职阿里的基本情况

马里奥：决定做的很快，就发生在2017年10月我受邀参加杭州云栖大会的时候。当时我在量子计算专场分论坛上发表了演讲，还见了几个人。我对他们印象很深刻，感觉是这些人的乐观感染了我，所以，它就这样发生了。

马里奥：当施尧耘还在做姚期智的学生时，我就经常关注和学习他的研究成果。所以当他说要在阿里巴巴领导组建一个量子计算的研究团队时，我就希望参与其中。我相信施尧耘和他的一流科研团队，会做出非凡的事。我不喜欢停滞不前的状态，我不想错过这趟火车。如果我们能够造出第一台量子计算机，会是划时代的一件事。

还有一点，我想把更多的精力放在研究量子上面。因为我在学校里除了研究量子计算，还做很多其他理论研究，比如复杂性理论和机器人学等，如果加入施尧耘团队，我就可以将更多精力集中在量子计算。

马里奥：在大学里的教学经历对我而言是意义重大的，不仅仅是因为我们用知识启发了下一代，而且也在于它能促使我们在一个更透明的环境下表达科学思想。

而在贝尔实验室的初期，我相当自由，一心做研究，我的工作很简单，就是学习量子理论知识，在那里，我遇见了很多很棒的科学家，像Peter Shor，Neil Sloan，Jeff Lagarias和其他人，我度过了一段非常美好的时光。但是到了1990年代末期，公司的研究项目和我的兴趣不相关，这和公司迷失了方向多少有关。因为老式电话机正在衰落。当一个公司具有创新精神时，为其研究机构工作真是太棒了，但当一家公司焦虑不安时，就没那么好了。

马里奥：实际上我知道得很少。但是我初步了解了达摩院以后，发现它和我的梦想一致。

我一直希望不同科学和技术能够融合在一起，从而创造出对人类有益的事。所以我在做量子研究的时候我会和钻研机器人学、GPU的同事一起。因为我相信，科技发展如此之快，不同领域的科学家之间必须更加顺畅地交换信息和相互学习。

而阿里巴巴达摩院的初衷和我的想法不谋而合。达摩院也是希望能够汇聚全球顶尖人才的智慧，将科学、技术和产业结合，做一家为解决问题而生的研究机构。

马里奥：我认为相比高校科研机构，反而是谷歌、微软、阿里巴巴这样的庞大科技公司，更有机会推动科技的巨大飞跃。

我不是说阿里巴巴很独特，但阿里巴巴是目前世界上实力超强的企业集团之一。我想它的潜力是巨大的。

马里奥：我将负责量子算法研究，将量子与深度学习相结合也是其中之一。

关于马里奥·塞格德个人

马里奥：这很难解释，这是一个关于爱的问题。

量子是自然科学中最本源的东西。这意味着，世界和我们所看到的是不同的，我们看到的是一个传统意义的世界，而不是量子的世界。如果量子计算机造出来了，人类的计算力不是上升了九步十步，而是指数级的提升。所以，我可能是被量子的美的本质所吸引吧，如同音乐家被新的音乐所吸引。

我作为一个基础理论科学家，无论科学向何处去，我对科学就是如此的痴迷。

马里奥：发明量子因子分解算法的Peter Shor是我在贝尔实验室的同事，他可以说是我在量子计算领域的启蒙导师。但大约到2004年，我和量子才找到了彼此。那是我正式开始量子计算研究的一年，主要方向是量子的计算复杂性理论和优化算法研究。这一年，我遇到了MIT的Eddie Farhi，并和他的学生Andrew Childs一起工作，后来我有了一系列的研究成果。不过我认为，是Harry Buhrman有关量子的论文，给了我研究量子的第一个冲动。直到今天，我依然经常去阿姆斯特丹拜访他。

马里奥：如果不做量子的话，我应该会去做深度学习。也许我可以两件事都做。

关于量子研究和未来

• 有人说人类和上帝之间只差一台量子计算机，你怎么看待这种说法？
  

马里奥：目前宇宙中最聪明的两样东西是人和电脑，它们都是在经典物理学的原则下运行。不过，物理学的基本定律是量子。所有理论告诉我们，如果一个东西可以运用量子的能量，它的计算力将更强大。但据我所知，大自然并还没有产生这样的存在。

也许我们现在正处在一个转折点，当技术使我们能够造出一台这个自然界从未有过的量子计算机时，会是令人难以置信的飞跃。

马里奥：是的，有些结果表明量子会加速深度学习。因为量子加速了线性方程的解，而这又是学习算法的一个组成部分。我们可以从量子计算中获得什么样的加速，以及如何运用量子来加强深度学习，甚至是如何通过量子技术学习过去我们根本无法涉及的东西，这是当前研究的一个主题。

总之，这个领域正在被高度重视。而我觉得未来量子计算和深度学习等技术相结合的潜力是巨大的。

现在人工智能越来越热，同时竞争也很激烈。未来如果阿里的量子技术能够取得大的进展，就可以帮助阿里在人工智能的竞争中占据优势位置。

关于中美竞争

马里奥：中国的科学家以及中国科学的发展是令人瞩目的，我有许多同事和学生来自中国。

我到过上海、杭州，看过中国的报纸，能感到中国是一个现代化的国家，而且中国人对科学的态度是兴奋的，人们把科学当回事。这是一个好的信号。

马里奥：我认为中国有潜力在量子计算领域超过美国。我认识一些非常棒的中国科学家，这是我认为中国会成为美国强有力竞争对手的原因之一。在这场竞赛中，很难说谁会第一个取得成果。

量子计算将会是一个非常开放的领域，很多人都可以参与进来，我预计这个领域60%将是全新的，我们将会抛弃很多旧的理论知识。

附马里奥·塞格德（Mario Szegedy）简介及相关内容

Mario Szegedy（生于1960年10月23日）是匈牙利籍美国计算机科学家，罗格斯大学计算机科学系教授。1985年获得匈牙利布达佩斯大学数学硕士学位，1989年获得芝加哥大学计算机科学博士学位，1989-1990年获得希伯来大学Lady Davis Postdoctoral Fellowship的赞助，1991-1992年在芝加哥大学做博士后，1992年又拿到贝尔实验室的博士后职位，1999年9月离开贝尔实验室到普林斯顿高等研究院做了一年学术研究后，2000年成为罗格斯大学副教授

马里奥·塞格德（Mario Szegedy）教授作为计算复杂性理论和流算法的证明者和贡献者之一，因为在可验证概率和在数据流空间复杂性方面的卓越成果，曾于2001和2005年两度获得理论计算机领域最高荣誉奖哥德尔奖（ Gödel Prize），其工作对量子算法和计算复杂性以及量子通信密码学和工程研究提供了非常重要的理论基础。

哥德尔奖是理论计算机领域最高荣誉奖，在计算机领域的地位仅次于图灵奖。由欧洲计算机学会（EATCS）与美国计算机学会基础理论专业组织（ACM SIGACT）于1993年共同设立，颁给理论计算机领域最杰出的学术论文。哥德尔奖获奖论文必须在理论计算机领域具有开创性重大贡献；同时须在获奖前14年内在学术期刊上正式发表。

其名称取自伟大的逻辑学家库尔特·哥德尔（Kurt Gödel）。哥德尔也被认为是理论计算机的先驱，与亚里士多德一样是历史上最伟大的逻辑学家之一。著名的P vs. NP问题，是哥德尔在1956年写给冯•诺依曼（John von Neumann）的一封信中首次提到的。

哥德尔奖评审委员会由6名成员组成，分别由EATCS主席与ACM SIGACT主席提名。评选委员会对被提名者进行严格的评审，并最终确定当年的获奖者。颁奖典礼在当年的理论计算机会议STOC或ICALP上举行。

历年获奖者名单

• 1993年－László Babai，莎菲·戈德瓦塞尔，希尔维奥·米卡利，Shlomo Moran，与 Charles Rackoff
  
• 1994年－Johan Håstad
  
• 1995年－Neil Immerman 与 Róbert Szelepcsényi
  
• 1996年－Mark Jerrum 与阿利斯泰尔·辛克莱尔
  
• 1997年－Joseph Halpern 与 Yoram Moses
  
• 1998年－户田诚之助
  
• 1999年－彼得·秀尔
  
• 2000年－Moshe Y. Vardi 与 Pierre Wolper
  
• 2001年－Sanjeev Arora，Uriel Feige，莎菲·戈德瓦塞尔，Carsten Lund，László Lovász，Rajeev Motwani，Shmuel Safra，Madhu Sudan，与 Mario Szegedy
  
• 2002年－Géraud Sénizergues
  
• 2003年－Yoav Freund 与 Robert Schapire
  
• 2004年－Maurice Herlihy，Mike Saks，Nir Shavit 与 Fotios Zaharoglou
  
• 2005年－Noga Alon，Yossi Matias 与 Mario Szegedy
  
• 2006年－Manindra Agrawal，Neeraj Kayal，Nitin Saxena
  
• 2007年－Alexander Razborov，Steven Rudich
  
• 2008年－滕尚华，Daniel Spielman
  
• 2009年 -Omer Reingold, Salil Vadhan, Avi Wigderson
  
• 2010年 -Sanjeev Arora, Joseph S. B. Mitchell
  
• 2011年 -Johan Håstad
  
• 2012年 -Elias Koutsoupias, 赫里斯托斯·帕帕季米特里乌, Noam Nisan, Amir Ronen, Tim Roughgarden与Éva Tardos
  
• 2013年 -Dan Boneh, Matthew K. Franklin与Antoine Joux
  
• 2014年 -Ronald Fagin, Amnon Lotem与Moni Naor
  

http://www.sigact.org/Prizes/Godel/

这所学校是DIMACS(center for Discrete Mathematics and TCS)的中心，笼络了新泽西州(包括Princeton)很多的大牛。该学校理论组拥有十多个Faculty：

• Endre Szemeredi，组里最出名的人，数学家，研究图论
  
• Szemeredi Regularity Lemma，搞图论的每个人都知道，在TCS里也有广泛的应用。
  
• Mario Szegedy，PCP定理的证明者之一，哥德尔奖得主