九章量子计算机「中国九章量子计算机」

很多朋友对于九章量子计算机和中国九章量子计算机不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!
1量子计算机“九章”:比普通电脑快百亿倍,传统电脑会消失吗12月4日,中国科学技术大学宣布,潘建伟团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功构建出76个光子的量子计算原型机“九章”,求解数学算法的高斯玻色采样问题,并在线发表论文《用光子使用量子计算优越性》,成功宣告中国成为获得“量子优越性”的第二个国家,而“量子优越性”,还有另一个说法,叫做“量子霸权” 。也就是说中国是第二个拥有“量子霸权”的国家,仅次于美国 。
那么这个“量子霸权”到底有什么用呢?量子计算机能够代替传统计算机吗?量子计算机到底是什么东西?
这是一类遵循量子力学规律,并可以进行高速数学和逻辑运算、存储以及处理量子信息的物理装置 。当某个装备处理和计算的量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机 。和普通的计算机相比,你可以将它理解成用量子力学规律来进行高速运算的计算机,同时拥有运行速度快,处理信息能力较强,应用范围较广的特点 。
它的运行速度到底有多快呢?以这次潘建伟教授团队研发的“九章”来说,九章这次解决的问题叫做“高斯玻色采样” 。相信不少人都知道高尔顿钉板,它是由英国生物统计学家高尔顿设计,一个用来计算随机概率的设施 。
在一块钉板上,在相同距离钉上钉子,使所有的钉子彼此间的距离都保持相等,然后在正中间入口处放上玻璃球,小圆球在向下降落的过程中,碰到的钉子皆会以1/2的概率,向左或者向右滚动,然后再碰到下一层的钉子,继续向左或者向右滚动,一直到滚到底板下面的位置 。
而高斯采样就是将许许多多的小球,不断放入,去研究它们最终会在底板每个格子出现的概率,即所谓的研究随机现象的模型 。而玻色是什么呢?它是指量子计算机将小玻璃球换成各种玻色子,例如这次“九章”采用的就是光子,成功采取5000万个样本的研究数据 。
不要小看这个问题,如果我们采用的是传统计算机来计算这个问题,那么普通计算机是需要上百亿年才能成功计算出结果 。而如果采用的是目前世界上最快的超级计算机“富岳”来说,同样也需要6亿年的时间才能解答这个问题 。但“九章”呢?它仅仅只需要200秒的时间,就将所有样本的输出结果进行统计计算 。
速度到底有多快不用说明了吧 。如果不理解,我们再来说说美国 。2019年,谷歌发明的“悬铃木”量子计算机,让美国成为首个获得“量子优越性”的国家 。这是一个采用53个量子比特的计算机,针对的是随机线路取样的问题 。这个问题简单来说,就是一个人走到一个路口,有向左和向右的两条道路,不管是向哪边走,依旧会出现向左和向右的两条岔路,以此去观察最后的结果 。
对于这个问题,“悬铃木”同样只用200秒就完成100万次的取样,如果采用当时世界上最快的超算“顶峰”来说,需要2天半的时间才能计算出来 。值得一提的是,这次我们发明的“九章”,如果以计算速度而言,是要比谷歌的“悬铃木”要快上100亿倍 。
不过也只是按照理论来说,因为两者面对的问题不同,两者采用的量子比特不同,很难评价到底是谁的性能更好一些 。如此快速的计算能力,不难理解为什么各国要研究量子计算机了吧?
在未来世界,当人们解决量子计算机在逻辑计算的限制后,带来的是难以想象的高效计算能力 。
但量子计算机太抽象,因此从很难被人们认可 。很多人就在疑惑一件事,量子计算机会不会取代传统计算机,会不会以后我们打 游戏 、看视频,都是用量子计算机来进行操作的 。对于这个问题,就目前来看是完全不可能的 。
因为量子计算机如今更多的职责,是解决那种人类和传统计算机难以完成的高效运算和信息处理的问题 。但未来会怎么样,目前其实还不好说,可能会取代也可能不会取代 。为什么这么说呢?
首先我们得理解,传统计算机和量子计算机的差异性 。学过计算机知识的人都应该知道“比特”是什么,说的其实就是信息量单位,也就是二进制数字中的“位” 。二进制,是计算机最基本的工作原理,而每一个“0和1”都是一个“位” 。就比如32位计算机的CPU,说的就是和这个CPU一次最多只能处理32位数据 。

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