2020年12月4日,我国科学家宣布构建了76个光子(量子比特)的量子计算原型机“九章”。以速度来看,求解数学算法高斯玻色取样的速度只需200秒,而目前的超级计算机要用6亿年。通常认为,50个量子比特是证明量子计算机有望超越传统计算机的关键门槛。“九章”得名于我国古代一部知名的数学专著。
我感觉中国最近几年量子计算机的发展,就感觉到快,有催人跑的意思。
量子计算这块近几年来的进步简直太快了。
现代物理的两大支柱是相对论和量子力学。
量子通信和量子计算是量子力学的两大应用,中国在量子通信领域处于世界领先地位。在量子计算领域,中国和美国是第一梯度,双方呈现你追我赶之势。
为何量子计算很重要?因为算力就是战斗力。
比如核爆,现在已经不直接爆了,而是用超级计算机进行仿真模拟。再比如,天气预报中的台风,没有超级计算机,台风路径的准确性和时效性就没法保证。有句话说,站在风口猪都能飞起来。算力强大就能够制造强风。量子计算的强大在于能够提供强大算力。
2017年,中国潘建伟团队构建了世界首台超越早期经典计算机(ENIAC)的光子量子计算机。当时有些人是一顿冷嘲热讽。
下图为1946年的早期计算机ENIAC。
2019年10月,谷歌宣称率先实现量子霸权(也翻译成量子优势),发布了53个超导比特量子计算原型机。也就是,当时世界第一超算 Summit 需要计算 1 万年的实验中,谷歌的量子计算机只用了 3 分 20 秒。
2020年12月,也就是这次,中国发布了76个光子的量子计算原型机“九章”。九章量子计算机的“高斯玻色取样”速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍,比去年谷歌发布的53个超导比特量子计算原型机等效快一百亿倍。
虽然现在量子计算机取得重大进步,但以后也还有很长的路要走。
潘建伟院士认为量子计算的发展分为三个阶段,现在已经走完第一阶段。第一阶段,就是谷歌实现的量子霸权,即针对一些特殊问题,造出一台比目前计算机更快的量子计算机,大概需要50个量子比特;第二阶段,希望能够操纵几百个量子比特,实现一种专用的量子模拟机,用于高温超导机制、特殊材料设计等目前计算机无法处理的问题;第三阶段就是争取未来二三十年,造出可编程的通用量子计算机。
希望可编程的通用计算机能够早日问世。
量子计算机和可控核聚变,再加人工智能、基因工程等肯定会在下一次科技革命中发挥巨大作用
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