九章量子计算机「中国九章量子计算机」( 二 )


而量子计算机也是如此 。不过它最基本的单位不是“比特”,而是“量子比特”,目前对于这个东西还没有一个明确的定义,但简单来说,就是用量子态的物质来做基本单位 。如此一来,它计算时还需要结合量子的各种状态,笼统说起来,比特的状态是唯一的,但量子比特是允许在同一时刻拥有两个状态的叠加,这是量子计算的基本性质,可以理解成,它是“薛定谔的比特” 。
不过和传统计算机相比,量子计算机如今的限制很多 。目前全球还没有一个严格意义上的量子计算机,就是“九章”,其实都只是原型机 。因为量子计算机需要满足4个条件 。一是用这个物理体系可以表示量子比特;二是可以把量子比特制备到特定的初始状态;三是可以把这个体系按照期望的方式进行变化;四是可以测量体系的输出 。
因此现如今的量子比特,往往都局限在光学、离子阱、超导和核磁共振,我们的九章就是采用光学,而悬铃木则是采用超导 。因此,量子计算机距离实用还十分遥远,即便他拥有难以想象的运行速度,但我们如今是无法拿来使用的,只能用来计算一些问题 。
因此,如果你问量子计算机打 游戏 会卡吗?只会让人啼笑皆非,现如今的量子计算机,更被科学家关注的,其实是它解决的问题是什么,就比如这次的“高湿玻色采样” 。
但你也别以为,量子计算机就没有用了,它未来的前景是无限光明的,并且就对现阶段而言,它体现的还是中国技术的突破 。一个是证明,我国掌握现如今的最强能力的量子光源;一个是证明,我国掌握现如今最强大的干涉技术;一个是证明,我国掌握微观粒子的高精密操控技术 。还有就是上海微系统所研发的探测器,也代表的是现如今的更高技术水平,都是在表达,中国量子技术上的成功和突破 。“九章”的研发成功,让中国在量子领域处于优越地位 。
对于量子的东西,对于我们普通人而言是十分抽象,但它确实关系着许多科学问题和技术难题 。许多人类至今无法解决的问题,以后都得靠量子计算机来进行 。如果我国能够一直保持领先,我们的 科技 水平也将迅速提高,现在你还会觉得量子计算机没有用吗?
2九章量子计算机每秒多少次量子计算机九章:6亿年计算,它只需200秒,超谷歌100亿倍
“九章”的超高算力主要依靠的是其量子叠加态和量子并行运算 。以两个比特的系统为例,传统计算机一次只能表示00/01/10/11中的一个,需要四次才可将其全部表示出来;而量子叠加态只需要一次,就可以完成传统计算机的工作 。因此量子计算机的算力得到了巨大的提升 。以 “九章”为例,它由七十六个光子控制,其算力在2的76次幂级别,因此其计算能力遥遥领先传统计算机 。
量子并行运算与传统并行运算不同 。以穿越迷宫为例,在上万条路中只有一条通向出口 。传统计算机像是一只蚂蚁,先选择一条路一直走到死胡同再换一条,如此往复直至找到出口;而量子计算机像是一群蚂蚁,它们分工明确,可以一次性包揽所有的路,从而快速找到出口 。
近年来,中国在量子技术领域取得了一系列重大进展 。2020年12月4日,《科学》杂志公布的中国“九章”计算机重大突破,让世界瞩目 。这台由中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等学者研制的76个光子的量子计算原型机“九章”,在谷歌“悬铃木”计算机之后,再次成功实现了“量子计算优越性”的里程碑式突破 。

九章量子计算机「中国九章量子计算机」

文章插图
3世界首台光量子计算机九章诞生在哪个国家世界首台光量子计算机“九章”诞生在中国 。2020年12月4日,中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳等人构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”,它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍 。
也就是说,超级计算机需要一亿年完成的任务,“九章”只需一分钟 。同时,“九章”也等效地比谷歌去年发布的53个超导比特量子计算机原型机“悬铃木”快一百亿倍 。
“九章”的架构
从外观上看,与其说它是计算机,倒不如说是一台敞开式的运算系统:实验桌上3平方米左右的格子里摆满了上千个部件,“这些都是量子计算机原型机的光路”,正是通过中国自主创新的量子光源、量子干涉、单光子探测器等,构建了76个光子的量子计算原型 。
另一张桌子上,摆放着“九章”的接收器 。如果站在两张桌子之间,就意味着置身于“九章”之中” 。原来,神秘的“九章”就是一堆光路和接收装置 。

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