中國量子計算機「九章」問世，算力是美國「懸鈴木」的100億倍

2020-12-05 北方熱點陣地

據新華社12月4日報導，中國量子計算機原型機「九章」算力實現全球領先，中國成為世界上第二個實現「量子優越性」的國家。量子計算機原型機由來自中國科學技術大學的潘建偉、陸朝陽團隊成功研製，並被國際學術期刊《科學》收錄，該期刊稱中國的量子計算機是世界上最先進的，成就十分驚人。

「量子霸權」概念最早由加州理工學院普雷斯教授提出，該概念一經提出就在學界掀起了軒然大波，為此他還與另一位大學教授道林以能否開發出拓撲量子計算機打了一個賭。量子領域的「霸權」被稱為「量子優越性」，即在某些特定問題上，算力全面超越傳統的超級計算機。簡單來說，實現「量子優越性」就是計算機算力跨過一個「門檻」，達到一個更高的水平，這樣的跨越給了人們繼續發展量子計算機的信心。

在量子計算機算力測試時，經常使用複雜數學算法求解的方式衡量計算機的計算水平。據悉，「九章」量子計算機僅需200秒，就可以求解數學算法高斯玻色取樣，而世界上最先進的超級計算機「富嶽」，計算同一問題則需要6億年時間；在處理大量樣本的時候，「九章」每200秒可以處理5000萬個樣本，每10小時可以處理100億個樣本。如果運用傳統的超級計算機處理，則需要以億年作為計算單位，處理100億個樣本，超級計算機需要1200億年，而現有宇宙自形成起至今僅有123億年。

谷歌去年推出了「懸鈴木」量子計算機，具有53個光子，而中國的「九章」具有76個光子，等效來看「九章」的計算速度比美國的量子計算機快100億倍，彌補了「懸鈴木」計算過程中樣本數量較少的技術漏洞；「懸鈴木」的運行環境相比來說要求也更為嚴苛，要求計算機在零下273.12度的超低溫度下運行，而中國的「九章」則可以在常溫下完成海量樣本的分析。

在量子計算機運行過程中，如何約束光子是最大的挑戰，鎖相精度要保持在一納米的範圍，即在百公裡長的數據傳輸中，誤差不能大於一個頭髮絲的長度。陸朝陽說，由於「九章」操縱的比特數量大幅增加，使得所需儲存空間規模也變得十分恐怖，與「懸鈴木」相比，「九章」的數據量高出十幾個數量級，更能充分體現量子計算「優越性」。

與傳統的超算相比，「九章」在圖像識別、機器學習、量子化學等領域，未來應用價值巨大。目前的量子計算機只能做到在某一個特定領域「一騎絕塵」，並不能全方位碾壓傳統的超級計算機，在量子計算領域仍處於第一階段，科學家還在想盡辦法進一步提高量子計算機的計算能力。

編輯（Jeff）

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