我國又一重磅研究成果:量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力,可望通過特定算法在大數據優化方面相比經典計算機實現指數級別的加速

2021-01-20 鄂託克旗大數據管理中心

天下武功，唯快不破。


12月4日，中國科學技術大學宣布該校潘建偉等人成功構建76個光子的量子計算原型機「九章」，求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒，而目前世界最快的超級計算機要用6億年。


這一突破使我國成為全球第二個實現「量子優越性（國外也稱之為『量子霸權』）」的國家。



據同花順數據，4日開盤後，量子科技概念指數一度漲逾1%，截至午間收盤迴落至0.24%，個股方面浩豐科技大漲9.47%，藍盾股份漲3.74%，國盾量子漲1.84%，科大國創漲1.71%。


圖片來源：攝圖網


我國科學家實現「量子計算優越性」裡程碑


北京時間12月4日，國際頂尖雜誌《Science》刊發了中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊的一項重磅研究成果。


潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作，構建了76個光子100個模式的量子計算原型機「九章」，實現了具有實用前景的「高斯玻色取樣」任務的快速求解。命名為「九章」是為了紀念中國古代最早的數學專著《九章算術》。


量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力，可望通過特定算法在一些具有重大社會和經濟價值的問題方面（如密碼破譯、大數據優化、材料設計、藥物分析等）相比經典計算機實現指數級別的加速。當前，研製量子計算機已成為世界科技前沿的最大挑戰之一，成為歐美各發達國家角逐的焦點。


圖片來源：攝圖網


「量子優越性像個門檻，是指當新生的量子計算原型機，在某個問題上的計算能力超過了最強的傳統計算機，就證明其未來有多方超越的可能。」中科大教授陸朝陽說，多年來國際學界高度關注、期待這個裡程碑式轉折點到來。


去年9月，美國谷歌公司推出53個量子比特的計算機「懸鈴木」，對一個數學算法的計算只需200秒，而當時世界最快的超級計算機「頂峰」需2天，實現了「量子優越性」。


根據現有理論，「九章」處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍，「九章」一分鐘完成的任務，超級計算機需要花費一億年。其速度等效的比「懸鈴木」還要快一百億倍。


據悉，潘建偉團隊這次突破歷經20年，主要攻克高品質光子源、高精度鎖相、規模化幹涉三大技術難題。


「比如說，我們每次喝下一口水很容易，但每次喝下一個水分子很困難。」潘建偉說，光子源要保證每次只放出1個光子，且每個光子一模一樣，這是巨大挑戰。同時，鎖相精度要在10的負9次方以內，相當於100公裡距離的傳輸誤差不能超過一根頭髮直徑。


與通用計算機相比，「九章」還只是「單項冠軍」，但其超強算力，在圖論、機器學習、量子化學等領域具有潛在應用價值。


該成果牢固確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位，為未來實現可解決具有重大實用價值問題的規模化量子模擬機奠定了技術基礎。此外，基於「九章號」量子計算原型機的高斯玻色取樣算法在圖論、機器學習、量子化學等領域具有潛在應用，將是後續發展的重要方向。


《Science》雜誌審稿人評價該工作是「一個最先進的實驗」（a state-of-the-art experiment），「一個重大成就」（a major achievement）。


據悉上述項目受到了中國科學院、安徽省、科技部、上海市和基金委的支持。


量子科技已站上風口


量子科技，被稱為21世紀的尖端科技，不僅可以讓「竊聽」無處遁形，甚至被認為可以改變未來人類生活。


四年前，「墨子號」衛星的成功發射，讓神秘了100多年的量子物理，終於走上舞臺，也為量子通信豎起了中國標杆。這個致力於「保密」的黑科技也一度引爆資本圈，市場空間被廣泛看好。


量子科技之所以一直都備受關注，成為多國戰略布局的重點領域，在於其顛覆性。當前量子科技主要包括量子計算、量子通信和量子測量三大領域，其中計算與通信是業界關注的重點。量子計算具有經典計算無法比擬的巨大信息攜帶和超強並行處理能力；量子通信無法被竊聽，較傳統加密算法具有優勢。


同花順數據顯示，量子科技概念指數年初至今從1060餘點，上升到最高1544點，目前回落至1400餘點，相比年初漲幅達32%。



今年10月16日下午，中共中央政治局會議集體學習量子科技，中共中央總書記習近平在主持學習時強調，要充分認識推動量子科技發展的重要性和緊迫性，加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局，把握大趨勢，下好先手棋。


習近平指出，近年來，量子科技發展突飛猛進，成為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。加快發展量子科技，對促進高質量發展、保障國家安全具有非常重要的作用。


在A股市場上，量子科技概念股比較有名的當屬國盾量子，7月9日公司科創板鳴鑼上市，成為中國量子科技領域首家A股上市企業。國盾量子上市首日最高漲幅超1000%，收盤上漲924%。



值得注意的是，國盾量子的核心技術即起源於中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心的量子信息研究團隊，在安徽省鼓勵「科技成果轉化」的時代背景下成立，是國內最早探索量子信息技術產業化的公司。


（本文內容僅供參考，不作為投資依據。投資者據此操作，風險自擔。）


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來源：每日經濟新聞

編輯：王鑫雅

審核：喬志軍


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