祝贺！清华大学姚期智教授荣获2021届京都奖：“日本的诺贝尔奖”

作者 | 陈大鑫

昨日（6月18日），2021 届日本京都奖正式出炉！

在先进科技领域，图灵奖得主、中国科学院院士、中国清华大学交叉信息研究院院长姚期智教授获奖。

另外两位一同获奖的还有基础科学领域的美国生物化学、分子生物学家，洛克菲勒大学教授罗伯特·罗德；思想艺术领域的法国哲学家、巴黎政治学院名誉教授布吕诺·拉图尔。

京都奖是日本的一个国际奖项，于1985年开始第一届颁奖，主要颁发给在科学技术以及艺术和哲学领域做出重大贡献的个人。这个国际知名的奖项诞生于稻盛和夫“在科学文明发展和人类精神丰富之间保持平衡的同时，为人类未来的进步作出贡献”的真诚愿望，每位获奖者都会获得一张文凭证书、一枚京都奖章、1亿日元奖金（约586万人民币）。

该奖项一度被称为“日本的诺贝尔奖”。

京都奖官网对姚期智教授的成果概括为：

对计算和通信新理论以及基于该理论的安全基础理论的开创性贡献：

姚期智通过构建创新的计算与通信基础理论，开创了信息科学新趋势，为密码学、量子计算、安全、加密计算、大数据处理等前沿研究做出重大贡献并持续地影响现代社会的实际问题。

下图为京都奖的奖章和文凭证书（2018年）展示图。

作为国内第一位也是唯一一位图灵奖获得者，姚期智教授自2011 年起担任清华交叉信息研究院院长，为培养国内优秀人才做出了巨大贡献。

姚期智生于上海，迁居香港，又移民台湾，在台湾大学完成了物理学学士学位后，赴哈佛大学就读物理学硕士及博士，师从 1979 年诺贝尔物理学获得者 Sheldon Glashow。随后，他只花了两年时间就拿下了伊利诺伊大学的计算机科学博士学位，师从刘炯朗。

自1975年毕业之后，姚期智分别在 MIT、斯坦福、加州大学伯克利分校等世界顶级名校从事教学及研究。他的主要贡献主要包括了三大领域，也大致可以分为三大阶段：

第一阶段：算法理论创新

早在博士就读期间，姚期智提出了随机化算法复杂度的论证，而如今已经成为研究者无人不知的重要工具。

在 1977 年的论文中，姚期智提出了 Yao's min-max principle，这一原理成为了推理随即算法与复杂度的基本技术，也已经应用于属性测试与学习理论等领域。

在 1978 年，姚期智对数据结构的创新做出了根本性的创新。在《Should tables be sorted?》论文中，他介绍了一种名为 cell-probe model 的数据结构抽象模型，目前已经被广泛应用于创建算法的下限证明。

在这一阶段，姚期智最重要的贡献在于提出了理论计算机科学的重要次领域：通讯复杂性和伪随机数生成计算理论。

第二阶段：奠定密码学基础

1982 年，姚期智从加州大学伯克利分校的计算机科学系重回斯坦福大学任教，研究的重心从原来的算法理论逐渐转移到密码学、计算机安全及随机计算领域。而其中最为出名的一个问题，当数姚氏百万富翁问题：两个百万富翁如何在不向对方透露任何身家信息的前提下比较各自的财富？

这一问题后来也衍生为安全多方计算问题的起源：如何在一个互不新任的多用户系统中，各用户能通过网络协同完成计算任务，但又能保证各自数据的安全性？

安全多方计算问题一经提出，吸引了不少学者研究，后来也成为了密码学协议研究的基础问题之一，目前已经被广泛应用于解决数据挖掘、数据库查询、科学计算等许多计算领域的问题。而姚期智自然也成为了现代密码学基础的奠基人。

在 1982 年，姚期智给出了一种解决方案：通过生成随机数，加上公开密钥与私有密钥的加密再进行比较，避免了实数域的有序性和加减的可逆性带来多余信息的暴露。

而除了姚氏百万富翁问题外，姚期智在加密和安全计算方面也做出了开创性的贡献。

第三阶段：量子计算领域

在 1993 年的论文，姚期智就将通信封复杂度扩展到量子计算领域，完成了量子计算机的理论基础。在线路复杂性、计算几何、数据结构及量子计算领域，姚教授提出了不少开放性问题，并开拓了不少富有建设性的创见。

在 1995 年，姚期智提出了分布式量子计算模式，后来成为了分布式量子算法和量子通讯协议安全性的基础。

凭借姚期智在计算理论的基本贡献，包括基于复杂性的伪随机数生成，密码学和通信复杂性的理论，美国计算机协会 ACM 于 2000 年授予其图灵奖及百万美元奖金，以表彰姚期智在计算机界做出的巨大贡献。

「落叶归根」，助力算法理论及交叉学科发展

著作等身，名利双收，如果一直在美国高校继续教书育人，完善理论创新，姚期智诚然会是众多华人学者中最为顶尖的一个，这样的人生轨迹也算得上圆满。但他在 57 岁时做出了一个决定：回到中国担任清华教授，且于前几年放弃外国国籍，从中国科学院外籍院士转为中国科学院院士。

2005年，姚期智在清华开设了大名鼎鼎的「姚班」，桃李满天下，毋庸多言。

2010 年 12 月，姚期智牵头成立清华大学交叉信息研究院并担任院长，这是全国首个针对计算机科学与技术和物理学两大学科方向的交叉建设学院，而这两个领域正是姚期智在过去 20 年的科研历程中所潜心钻研的。

2019年5月18日，清华大学又成立人工智能学堂班——“智班”，由姚期智将担纲智班首席教授。

据清华大学介绍，成立智班是清华大学在人工智能整体学科布局上的重要举措，既是对清华乃至国家在人工智能领域优化科技创新体系和学科体系布局的积极响应，也将进一步拓展清华拔尖创新人才培养的学科格局。

今年5月24日，清华大学成立了量子信息班，同样由姚期智担任首席教授。

量子信息班隶属于清华大学交叉信息研究院，是姚期智在计算机科学实验班，人工智能班之后，第三个拔尖创新人才项目。据悉，交叉信息研究院为量子信息班配备了一流的国际化师资队伍、先进的实验平台、面向前沿的课程设计以及多学科交叉的培养方案。

量子信息班的目标是：面向服务国家战略需求，探索国际学术前沿，培养拔尖人才。