近日,我國在量子計算機領域取得了重大突破。據新華網報導,中國科學技術大學潘建偉教授以及其同事陸朝陽、朱曉波等,聯合浙江大學王浩華教授研究組,構建了中國首臺多光子可編程量子計算機——「嬰兒」,這也是我國首次實現10個超導量子比特糾纏。那麼,這臺名叫「嬰兒」的量子計算機有多大能耐?量子計算又會給我們帶來什麼?
陸朝陽和學生們討論光量子計算機的運行情況。 (金立旺/新華社)
小「嬰兒」原來是個「神算子」
判斷量子計算機到底牛不牛、牛在哪,需要一個標準。據新華社消息,學術界有三個達成共識的指標性節點:首先是計算能力超越早期經典計算機;再是超越商用CPU;最後是超越超級計算機。中國造的這臺量子計算機,已經比人類歷史上第一臺電子管計算機(ENIAC)和第一臺電晶體計算機(TRADIC)的運行速度快了10倍至100倍。
中國科學技術大學常務副校長、中國科學院量子信息和量子科技創新研究院院長潘建偉院士在接受《光明日報》採訪時表示,量子計算機在原理上具有超快的並行計算和模擬能力,能解決經典計算機無法處理的大規模計算難題。目前學術界認為基於光子、超冷原子和超導線路體系的量子計算技術最有可能取得突破,而我國在這三個方面均有領先的表現。
據新華網報導,量子計算機利用量子相干疊加原理,計算能力隨可操縱的粒子數呈指數增長。以求解一個億億億變量(10的24次方)的方程組為例,利用目前的超級計算機,大約需要100年,而藉助萬億次的量子計算機,只需0.01秒。
量子計算引領科研與生活
超越經典計算能力的量子計算被國際學術界稱為「量子稱霸」,戰略意義重大。目前IBM、谷歌、微軟和中國的研究小組都致力於量子計算機的研發,中國已經領先一步為這一目標奠定了堅實的技術基礎。那麼,量子計算機的未來發展會怎樣?能夠給我們的生活帶來哪些便利?
據《人民日報海外版》報導,我國的研究團隊正在致力於20個超導量子比特樣機的設計、製備和測試,將於今年年底前發布量子云計算平臺;計劃5年之後實現50個量子比特的相干操縱,計算潛力將超越超級計算機——「太湖之光」;用15年左右時間,構建天地一體的有量子通信安全保障的未來網際網路,即量子網際網路。
未來,量子計算將在公共安全、交通運輸、氣象監測等生活中的各個領域「大展身手」。據《中國青年報》報導,在公共安全領域,量子計算可以瞬間處理監控資料庫中數十億人次的臉部圖片,並實時辨別出一個人的身份;在公共運輸領域,量子計算能夠迅速對複雜的交通狀況進行分析預判,從而調度綜合交通系統,最大限度避免道路擁堵等。
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