我国量子计算研究获得重大进展,量子计算机实际应用曙光初现
admin
2023-08-24 08:00:56
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今天一早看到了一个来自于“央视新闻客户端”的新闻,讲的是我国量子计算研究的最新进展。

先把新闻本身跟大家说一下吧。

近日,中科院量子信息与量子科技创新研究院科研团队在超导量子和光量子两种系统的量子计算方面取得重要进展,使我国成为目前世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。经过研究攻关,超导量子计算研究团队构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”,实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解,比目前最快的超级计算机快1000万倍,计算复杂度比谷歌的超导量子计算原型机“悬铃木”高100万倍,使得我国首次在超导体系达到了“量子计算优越性”里程碑。同时,光量子计算研究团队构建了113个光子144模式的量子计算原型机“九章二号”,处理特定问题的速度比超级计算机快亿亿亿倍,并增强了光量子计算原型机的编程计算能力。

中国科学院院士潘建伟表示,下一步我们希望能够通过4到5年的努力实现量子纠错,在使用量子纠错的基础之上,我们就可以来探索用一些专用的量子计算机或者量子模拟机来解决一些具有重大应用价值的科学问题。



解读一下这段文字吧。

首先这一次报道我国量子计算研究获得重大进展,它不是针对某一个单一进展,而是对过去一段时间量子计算研究获得的成果的一个总结。其中的第一个亮点是,在超导量子和光量子两种系统的量子计算方面都取得了重要进展。目前世界上关于量子计算机研发基本上有两个技术途径,一个是超导量子比特,另一个是光量子比特。中国同时在两个技术路线上前进并取得重大进展,成为了世界唯一一个在两种物理体系上达到量子计算优越性的国家。所谓量子计算优越性,以前有人把它翻译为量子霸权。它是一个计算能力的指标,主要是看你能够操控多少个量子进行计算。当可以操控使用的量子数超过某一个数量的时候,它所构建的量子计算机的计算能力将远远超出传统的超级计算机。这个时候,量子计算就体现出了绝对的优越性,或者说霸权地位。能否达到量子计算优越性里程碑,是衡量量子计算研究是否取得突破的关键性指标。之前,我们在光量子计算机方面已经突破了量子计算优越性里程碑,而这一次超导量子计算机也达到了量子计算优越性里程碑。这样一来,在量子计算研究和竞争的道路上,我们就取得了双保险的优势。



第二个,就是在两条技术路线上,我们现在达到了什么样的程度了呢?关注这个话题的朋友可能有印象,以前在量子计算机方面我们有“九章”号,有“祖冲之”号。“九章”是光量子计算机原型机,“祖冲之”是可编程超导量子计算原型机。这一次新闻里出现的分别是“九章二号”和“祖冲之二号”。两者到了什么样的程度了呢?超导量子计算的“祖冲之二号”在特定任务计算中,比目前最快的超级计算机快1000万倍,而且计算问题的复杂度比目前美国谷歌的超导量子计算机原型机“悬铃木”高100万倍。超过了“悬铃木”,这个意义重大。过去在量子计算方面,中国在光量子计算方面占有优势,而美国在超导量子计算方面有优势,现在我们都超越他了。再看看“九章二号”吧。这是光量子计算机原型机,新闻讲到构建了113个光子144模式的“九章二号”,处理特定问题的速度比超算快亿亿亿倍。注意是三个“亿”。可以说今后再和传统计算机比速度,已经没有意义了。所以这个新闻里讲了另外一个东西,说增强了光量子计算原型机的编程计算能力。这个意义就大了。因为编程计算能力高,才有可能真正进入实际应用。



另外潘建伟院士说的那段话意义重大,希望能够通过4到5年的努力实现量子纠错。在使用量子纠错的基础上,我们就可以探讨用一些专用的量子计算机或量子模拟机来解决一些具有重大应用价值的科学问题了。按照我的理解,这段话讲的是,再经过四五年的努力,量子计算的研究,我们就可以从原理性研究的领域跨入到实际应用领域的研究了。

潘院士的这句话相当于告诉我们,在中国实用型的量子计算机已经出现曙光了。这个东西一旦进入实用,对人类社会的影响是不可估量的。



一般认为对人类未来影响最大的技术有两个,一个是量子计算,另一个是核聚变能的控制和运用。谁如果能取得在量子计算方面的优势,谁就能取得在信息方面的绝对优势;而谁能够首先实现可控核聚变,谁就能在能源方面取得绝对的优势地位。而这两者对未来人类社会所产生的影响都是颠覆性革命性的。

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