中国站稳量子计算霸主地位,比超级计算机快一千万倍,超过美国

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中国站稳量子计算霸主地位,这和我们的生活有什么关系?

中国站稳量子计算霸主地位,比超级计算机快一千万倍,超过美国

根据央视报道,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。超导量子计算研究团队构建的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一千万倍,计算复杂度比谷歌的超导量子计算原型机“悬铃木”高一百万倍,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的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。

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说到量子计算,可能很多观众只是听说过这个名词,没有深入地了解过。毕竟大家对高深而且反直觉的量子力学都有些敬而远之,除了能说个“薛定谔的猫”,大概就剩下一句“遇事不决量子力学”的调侃了。的确,量子计算这个高科技产物似乎还离我们的生活特别遥远,但其实,我们现在正处在量子计算大突破的前夜,有点类似于手机4G网马上就要普及之前的那一年。在那个时候,估计大多数观众都不会想到我们现在随手刷个短视频追个剧这么方便。那么,到底量子计算和我们未来的生活会发生什么联系呢?

前面新闻里提到的量子计算优越性,其实还有个更威武的说法叫做量子霸权,指的是量子计算机解决某个问题的速度远远超过现有的计算机。那么快到什么程度呢?以中科院上一代光量子计算机九章为例,在计算一种叫 “哥本哈根式”(Hafnian)的问题时,用目前最优的经典算法 “九章”只要花200秒就可以采集到5000个样本,同样的计算量用我国最快的“太湖之光”超级计算机需要25亿年,用目前世界排名第一的超级计算机“富岳”需要6亿年。也就是说,九章比富岳快一百万亿倍。

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这样的压倒性优势,在一些特定问题上就会有突破性的应用。比如利用量子计算机的强大算力,我们可以在研发生物药物的过程中,快速评估药物分子、蛋白质和化学物质之间的相互作用,来检验药物的有效性。这对人类攻克癌症等“不治之症”是有巨大的意义的,也是中国改变在生物医药领域大幅落后于世界先进水平的一个机会。其它的比如密码破译、大数据优化、材料设计等等需要大量计算的领域,也很适合量子计算机的发力。

根据外媒的报道,美国国家反间谍与安全中心(NCSC)的报告认为,美国要想保住超级大国地位,就必须在五项关键技术上保持领先地位,其中就有量子计算。看来,美国人已经把量子计算上升到大国对抗的层面了,为了避免未来又被卡脖子,我们更要加快发展这项重要的技术。