量子計(jì)算為何能比最快的超算快一百萬(wàn)億倍

“我認(rèn)為這是一個(gè)了不起的成就，這是開(kāi)發(fā)這些中型量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)里程碑?！甭槭±砉W(xué)院教授美國(guó)青年科學(xué)家總統(tǒng)獎(jiǎng)得主德克·英格倫評(píng)價(jià)稱(chēng)。

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉研究團(tuán)隊(duì)與中科院上海微系統(tǒng)所、國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，成功研制出量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，其處理特定問(wèn)題的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快一百萬(wàn)億倍。

這一成果使我國(guó)成功實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算研究的第一個(gè)里程碑——量子計(jì)算優(yōu)越性，相關(guān)論文今天（4日）會(huì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。

據(jù)央視報(bào)道，這臺(tái)最新研制成功的量子計(jì)算原型機(jī)幾乎占據(jù)了半個(gè)實(shí)驗(yàn)室，包含上千個(gè)部件。

經(jīng)過(guò)二十多年研究攻關(guān)，科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)在量子光源、量子干涉、單光子探測(cè)器等領(lǐng)域的自主創(chuàng)新，成功構(gòu)建了76個(gè)光子100個(gè)模式的高斯玻色取樣量子計(jì)算原型機(jī)“九章”。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，“九章”處理特定問(wèn)題的速度比目前世界排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬(wàn)億倍，同時(shí)也等效地比谷歌去年發(fā)布的53比特量子計(jì)算原型機(jī)“懸鈴木”快一百億倍，成功實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算領(lǐng)域的第一個(gè)里程碑——量子計(jì)算優(yōu)越性。

量子科技是國(guó)際最為關(guān)注的前沿?zé)狳c(diǎn)之一。如果將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的速度比作“自行車(chē)”，量子計(jì)算機(jī)的速度則是“飛機(jī)”。

量子就是質(zhì)量、能量等各種物理量的最小單元，而且它也要以某種粒子狀態(tài)存在。如果說(shuō)到能量，比如光，一個(gè)光子就是一個(gè)量子。

量子計(jì)算機(jī)是利用量子力學(xué)的原理，量子力學(xué)可以允許一個(gè)物體同時(shí)處于多種狀態(tài)，比如0和1同時(shí)存在，它可以做一個(gè)原理上叫做并行計(jì)算，就是很多個(gè)任務(wù)可以一起來(lái)完成，因此它就有了一種超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。

中國(guó)科學(xué)院院士中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉表示，將實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性的這臺(tái)量子原型機(jī)命名為“九章”，是為了紀(jì)念中國(guó)古代最早的數(shù)學(xué)專(zhuān)著《九章算術(shù)》。

潘建偉表示，希望通過(guò)15年到20年的努力，能夠研制出通用的量子計(jì)算機(jī)，這樣它就可以解決很多非常廣泛的問(wèn)題，比如包括密碼分析、氣象預(yù)報(bào)、藥物設(shè)計(jì)，來(lái)探索物理學(xué)或者化學(xué)、生物學(xué)里面的一些復(fù)雜的問(wèn)題。

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