塞思·劳埃德（生于1960年8月2日）是美国量子信息科学家，也是麻省理工学院机械工程系的教授。他以对量子信息科学的贡献而闻名，包括量子计算机的设计、量子模拟计算以及量子纠错方法。劳埃德在麻省理工学院领导极端量子信息理论中心（xQIT）。
劳埃德的研究将量子力学与信息理论联系起来，对基础物理学和实用量子技术的发展都具有重要意义。他还为普通读者撰写文章，主张宇宙本身就像一台量子计算机一样运作。
生平
劳埃德于1960年8月2日出生，母亲苏珊·劳埃德是菲利普斯安多佛学院的历史教师，父亲罗伯特·劳埃德是同一所学校的艺术教师。他的外祖父母是儿科医生拉斯廷·麦金托什和教育管理者米利森特·凯里·麦金托什；他的祖父母在菲利普斯埃克塞特学院教授历史和舞蹈。他于1978年毕业于菲利普斯学院，并于1982年获得哈佛学院文学学士学位。凭借马歇尔奖学金，他于1983年和1984年在剑桥大学完成了第三部分课程和哲学硕士学位。劳埃德于1988年在洛克菲勒大学获得物理学博士学位，导师为海因茨·帕格尔斯。
从1988年到1991年，劳埃德在加州理工学院担任博士后研究员，与默里·盖尔曼合作，将信息理论应用于量子系统。从1991年到1994年，他在洛斯阿拉莫斯国家实验室担任博士后研究员，研究量子计算。1994年，他加入麻省理工学院机械工程系，并一直留任至今。他还曾担任圣塔菲研究所的外部教员。2007年，他被任命为美国物理学会会士，并于2012年获得国际量子通信奖。
量子计算研究
劳埃德在麻省理工学院领导极端量子信息理论中心（xQIT）。他因提出数字量子模拟器、量子计量学框架以及连续变量量子信息的处理方法而受到赞誉。他1996年发表在《科学》杂志上的论文证明，量子计算机可以高效模拟具有局部相互作用的量子系统，为理查德·费曼早先对该类系统的猜想提供了构造性证明，并帮助确立了量子计算机作为通用量子模拟器的地位。
劳埃德与阿拉姆·哈罗和阿维纳坦·哈西迪姆共同提出了用于求解线性方程组的HHL算法，这一结果成为量子机器学习的基础。该算法最初被认为比经典方法具有指数级加速，但后来尤因·唐的工作表明，经典算法可以达到相当的性能，从而重塑了对量子在机器学习中优势的预期。
劳埃德还对量子纠错和降噪、香农定理的量子类比以及量子模拟计算做出了贡献。他的研究还扩展到量子效应在生物现象（如光合作用）中的可能作用，以及动态解耦作为量子错误缓解的方法。
生平
劳埃德于1960年8月2日出生。他的母亲苏珊·劳埃德是菲利普斯安多佛学院的历史教师，父亲罗伯特·劳埃德是同一所学校的艺术教师。他的外祖父母是儿科医生拉斯廷·麦金托什和教育管理者米利森特·凯里·麦金托什。他的祖父母在菲利普斯埃克塞特学院教授历史和舞蹈。劳埃德于1978年毕业于菲利普斯学院，并于1982年获得哈佛学院文学学士学位。在马歇尔奖学金资助下，他于1983年和1984年完成了剑桥大学的第三部分课程和哲学硕士学位。他于1988年在洛克菲勒大学获得物理学博士学位，导师为海因茨·帕格尔斯。
从1988年到1991年，劳埃德在加州理工学院担任博士后研究员，与默里·盖尔曼合作，将信息理论应用于量子系统。从1991年到1994年，他在洛斯阿拉莫斯国家实验室担任博士后研究员，专注于量子计算。他于1994年加入麻省理工学院机械工程系，并曾担任圣塔菲研究所的外部教员。2007年，他被任命为美国物理学会会士，并于2012年获得国际量子通信奖。
量子模拟与算法工作
劳埃德1996年发表在《科学》杂志上的论文证明，量子计算机可以高效模拟具有局部相互作用的量子系统。这一结果为理查德·费曼早先对该类系统的猜想提供了证明，并帮助确立了量子计算机作为通用量子模拟器的地位。这项工作为后来在化学、材料科学和物理学中的量子模拟研究奠定了基础。
劳埃德与阿拉姆·哈罗和阿维纳坦·哈西迪姆共同提出了用于在量子计算机上求解线性方程组的HHL算法。该算法被广泛认为比经典方法具有指数级加速，直到尤因·唐表明经典算法在特定问题实例上可以达到相当的性能。劳埃德还对量子计量学、连续变量量子信息以及用于量子错误缓解的动态解耦做出了贡献。他的研究探索了量子效应是否在生物过程（如光合作用和鸟类导航）中发挥作用，尽管这些提议仍存在争议。
宇宙作为量子计算机
在他2006年出版的《编程宇宙》一书中，劳埃德主张宇宙可以被理解为一台量子计算机，在演化过程中处理信息。他提出，每个物理系统都存储和操作比特，量子力学提供了计算基质。这本书引起了物理学家和普通读者的关注。在书中，劳埃德还推测，如果计算能力继续以历史速度增长，它将在大约600年内达到宇宙资源所施加的物理极限，，他在后来的论文（如《宇宙的计算能力》）中量化了这一界限。
劳埃德早期关于计算终极物理极限的工作发表于2000年的《自然》杂志，推导了物理系统速度和信息处理能力的基本界限。该论文考察了在给定系统的能量和熵约束下可以执行多少计算，提供了一个连接热力学和信息理论的框架。
爱泼斯坦争议
劳埃德与金融家杰弗里·爱泼斯坦的关系在2019年通过关于爱泼斯坦向麻省理工学院捐款的报道而公开。劳埃德曾接受爱泼斯坦的研究资助，他后来在公开声明中为此道歉。劳埃德通过文学经纪人约翰·布罗克曼在Edge亿万富翁晚宴上认识了爱泼斯坦，并承认在爱泼斯坦服刑期间探访过他，并在其获释后参与了讨论。
2020年1月，麻省理工学院公司报告称，爱泼斯坦曾向与劳埃德相关的项目进行过两笔捐款，并声称劳埃德采取了措施来掩盖捐赠者的身份并阻碍尽职调查。劳埃德对此描述提出异议。2020年12月的一份麻省理工学院教师审查得出结论，劳埃德并未试图规避捐赠者审查程序，但委员会多数成员认为他因未披露爱泼斯坦背景信息而违反了麻省理工学院政策。麻省理工学院施加了临时纪律限制，包括限制筹款和学生指导；这些限制后来已被解除。
精选出版物
劳埃德的 notable 作品包括《计算的终极物理极限》（《自然》，2000年）和《宇宙的计算能力》（《物理评论快报》，2002年），这些作品探讨了物理系统的信息处理能力。他2006年的著作《编程宇宙》阐述了他的论点，即宇宙计算自身的演化。他还撰写了2008年《量子生命面面观》中的章节《量子力学与涌现》。2020年，他出现在安德烈·凯津执导的电影《障碍赛》中，该片探讨了闭合类时曲线，这一主题与他对量子信息和相对论的研究相关。
遗产与影响
劳埃德的工作影响了理论量子计算和构建实用量子硬件的努力，包括与D-Wave在量子退火方面的合作。他关于计算宇宙的著作引发了物理学家和计算机科学家对现实和信息本质的讨论。劳埃德对量子纠错和降噪的贡献继续为IBM、谷歌和麻省理工学院等机构的量子计算研究提供信息。他的职业生涯体现了信息理论与基础物理学的融合，这一方向已成为现代量子技术发展的核心。