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【九章】量子计算 它有多牛:1分钟=超算亿年

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发表于 2020-12-8 13:23:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
与利用硅处理器构建的传统电脑不同,「九章」量子电脑是一个由雷射器、反射镜、棱镜和光子探测器组成的精密桌面装置。   图 : 翻摄自中国科技大学网页

美国《科学美国人》月刊网站12月3日报导,中国量子计算原型机「九章」,实现了「高斯玻色取样」任务的快速求解。美媒称,这是史上第一次,一台利用光子构建的量子电脑的表现,甚至超越了运算速度最快的经典超级电脑。

线上发表在国际学术期刊《科学》上的论文显示,由中国科学技术大学潘建伟和陆朝阳率领的物理学家团队所研发的「九章」,被探测到的光子高达76个,远远超过了先前创下纪录的5个被测光子以及经典超级电脑的运算能力。

与利用硅处理器构建的传统电脑不同,「九章」量子电脑是一个由雷射器、反射镜、棱镜和光子探测器组成的精密桌面装置。它不是有朝一日可以发送电子邮件或存储文档的通用型电脑,但它却可以展示量子计算技术的潜力。

谷歌去年公布,其研发的「西克莫」量子处理器耗时约3分钟完成了超级电脑需要1万年才能完成的任务。而中科大团队在其论文中估计,如果用全球排名靠前的超级电脑「神威·太湖之光」来执行「九章」完成的这项运算任务,需要耗时惊人的25亿年。

报导指出,这是科学家第二次使用「量子霸权」这一术语,它描述的是, 在某一时刻,量子电脑在速度上指数级超越任何经典电脑,进而实际上完成其他设备无法完成的计算任务。

报导说,这一次不仅证明了原理,有些迹象表明,「高斯玻色取样」可能有实际用途,例如解决量子化学和数学领域中的专门问题。更广泛地说,掌握控制作为量子比特的光子的能力是构建任何大规模量子互联网的先决条件。量子比特类似于在经典计算领域被用来代表资讯的比特 (Bit)。

报导称,在过去几年裡,量子计算技术已经从原本的默默无闻一跃发展为一项价值数十亿美元的事业,其对国家安全、全球经济以及物理学和电脑科学基础的潜在影响也得到了承认。

2019年,美国《国家量子计画法》被签署成为法律,美国打算未来10年在量子技术领域投资逾12亿美元(1美元约合6.6元人民币)。

报导认为,中科大团队展示量子计算潜力的最新行动至关重要,因为它採用的方法与谷歌的方法截然不同。

「西克莫」用金属超导环构成量子比特,而在「九章」中,光子本身就是量子比特。陆朝阳说,这进一步独立证实了量子计算原理甚至可以在完全不同的硬体上实现「量子霸权」 :「我们因而确信,从长期看,构建有用的量子模拟器和容错量子电脑最终将是可行的。」

「九章」的名字来自《九章算术》一书,该书是一部影响力堪比欧几裡德《几何原本》的中国古代教科书

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