中國科技大學(xué)在2020年底公開宣布,其科研團隊已成功建造76個光子的量子計算機,能實現(xiàn)快速求解“高斯玻色取樣”任務(wù),這臺量子計算機命名九章。這個九章名字,并非隨意得來,起源是根據(jù)中國數(shù)學(xué)著作九章算術(shù)得名,也是具有傳承和中國文化象征的名字。
什么是量子計算機呢?
科技發(fā)展日新月異,我們聽說過超級計算機,那么現(xiàn)在的量子計算機又是什么?
是根據(jù)科學(xué)家研究出來的量子力學(xué)的規(guī)律,使用量子算法運行,打造出來的光量子計算機,一種集合了現(xiàn)代科技工藝裝置,無論是涉及任何領(lǐng)域的運算,和處理信息,都能得到當今世界上最快速度的結(jié)果。
量子力學(xué)對世界高新科技的影響非常深遠,比如尖端的核能、激光領(lǐng)域研究和半導(dǎo)體芯片等,都離不開量子力學(xué)作為科研支撐基礎(chǔ)。量子計算機對于參與推動人類社會的科技提升和發(fā)展,更是異常重要。
量子計算機的設(shè)計原理是什么?
我國的“九章”量子計算機,準確說是一臺光子的量子計算設(shè)備,設(shè)備主要的構(gòu)成部分,是啟動單光子開關(guān),通過單光子源產(chǎn)生發(fā)出了單光子,發(fā)射傳輸?shù)教綔y器之后,把最后的運算結(jié)果輸出,得到準確的答案。
設(shè)計原理說起來只短短幾句話,然而卻是科研工作者的數(shù)十年心血凝結(jié)而成,每一個進展和每一個突破,都來之不易,量子計算機的成功研發(fā)和建造,以及投入運算使用,將為我國科技發(fā)展,建立卓越的功勛,做出了不起的貢獻。
世界量子計算機的現(xiàn)狀如何?
目前世界上公開表明擁有量子計算機的國家只有中國和美國,而美國的英特爾公司先研發(fā)成功量子芯片,然后后續(xù)才進行開發(fā)量子計算機。
美國發(fā)布過一份數(shù)據(jù)表明,到了2050年量子計算機會能改造8500億美元的利潤,也代表國際社會都在看好量子計算機的發(fā)展前景。未來幾十年時間里,量子計算機的市場價值會達到萬億美元。
為什么說我國的九章計算機能實現(xiàn)量子霸權(quán)?
量子霸權(quán)是什么,是指量子計算機能完成指定的,特殊的任務(wù),解決問題的時間方面,還有非常大的飛越。通過快速運算進行解決,傳統(tǒng)的計算機包括超級計算機,都沒有實力挑戰(zhàn)量子計算機,甚至望塵莫及。
所以說實現(xiàn)量子霸權(quán),就是一種實力的強大體現(xiàn)。
如果說實現(xiàn)量子霸權(quán),我國九章是世界上的第二臺實現(xiàn)了量子霸權(quán)的量子計算機,美國谷歌的量子計算機,是首個實現(xiàn)量子霸權(quán)的計算機。
未來中國量子領(lǐng)域的發(fā)展趨勢是什么?我國對量子計算和通信進行了前瞻性戰(zhàn)略布局,為加快量子計算機發(fā)展,也投入很多科研實力和組建隊伍。我國還有量子衛(wèi)星技術(shù),組建的通訊網(wǎng)絡(luò),是世界上很多國家都羨慕不來的,這也為中國量子研究提供了優(yōu)勢,更能夠為量子研究,做出諸多有益的實驗。
中國對于量子人才的培養(yǎng)非常重視,現(xiàn)在就有很多工程師都在進入這個領(lǐng)域,學(xué)習(xí)實踐和不斷提高,這也是讓世界非常羨慕的原因之一。因為只有人才不出現(xiàn)斷層,科研的成就才會越發(fā)積累和突破,中國的量子領(lǐng)域人才輩出,未來也會有更多的收獲讓世界艷羨。
我國九章量子計算機就是在實現(xiàn)量子霸權(quán)方面,會起到科研先鋒的作用。中國關(guān)于量子領(lǐng)域的研究和積累,比世界上其他國家更有崛起的基礎(chǔ),量子計算機的運算速度,代表新型量子計算的能力,以及對這個領(lǐng)域超高的追求,讓中國量子產(chǎn)業(yè)形成厚積薄發(fā)的沖勁,先天優(yōu)勢明顯,又起步比別的國家早,實現(xiàn)量子霸權(quán)也是憑借科研實力,將給世界做出榜樣。
九章量子計算機的過人之處?
量子計算機和超級計算機相比,就像比武過招一樣,用速度判斷計算機的運算能力。在高斯玻色取樣速度對比中,超級計算機“富岳”如果計算出結(jié)果,需要耗費極其漫長的6億年,才能完成本次運算。
而九章量子計算機所需時間,極大震驚了世界,它只要短短200秒的時間,就能完成超級計算機都無法完成的題目,這個差距,用天壤之別形容都蒼白無力了,九章量子計算機的處理速度,比超級計算機快了100萬億倍!
量子計算機的實力,簡直快到難以想象的恐怖。同樣窺斑見豹的道理,這么強悍的量子計算機,將會應(yīng)用到更加寬泛的領(lǐng)域,為我國的科技軍工科研和航天扥高等,會提供更大的助力,可想而知,世界上有太多國家都在羨慕和求之不得。