光量子幹涉實物圖
中國實現了「量子霸權」,比美國谷歌53比特量子計算機快了一百億倍。一百億是多少?不要妄想去弄清楚這個差距有多大,因為全球正兒八經懂這個差距的人很少很少。
潘建偉是其中最為頂尖的一位,中科大副校長、中科院院士,中國科學院量子信息與量子科技創新研究院院長....他有太多太多的頭銜。
領銜「墨子號」量子科學試驗衛星科研,中國量子通信「京滬幹線」首席科學家。
國際頂尖的科學期刊《自然(Nature)》尊稱潘建偉院士為「量子之父」,他承擔著全球科學家及其在量子科技領域的突破重任。
實現「量子霸權」是重任之一,潘建偉不辱使命。
2020年12月4日,國際頂尖科技期刊《科學》發表了其最新的研究成果,潘建偉、陸朝陽領銜的科學團隊研發的「九章」量子計算機實現了人類在這個領域的新突破。
這個消息來得出乎預料,量子通訊中國全球領先,量子計算機鮮有報導,此前媒體報導一直是美國研究領先,沒有想到中國以「光速」拍死了美國「懸鈴木」。
「九章」量子計算原型機光路系統原理圖
●「九章」量子計算機有多牛?
使用「九章」量子計算機對具有實用前景的「高斯玻色取樣」任務進行快速求解,其速度超過了想像。快到什麼程度?這次任務「九章」用了一分鐘,而目前的超級計算機需要算上一億年。
「九章」量子計算機構建用了76個光子,不僅以光速擊敗了現有的所有的超級計算機,連美國在2019年的成果一併給橫掃了。
2019年美國谷歌研發的53個超導比特量子計算機「懸鈴木」,當時全球歡呼聲一片,不少人士高呼「美國第一」。
可惜的是,歡呼的時間有點短暫,「懸鈴木」被打擊得有點慘,「九章」速度比「懸鈴木」快了一億倍,而且不僅僅是快那麼簡單,「九章」高斯玻色取樣證明的量子計算優越性不依賴於樣本數量,克服了谷歌 53 比特隨機線路取樣實驗中量子優越性依賴於樣本數量的漏洞。
量子計算機「懸鈴木」
●為什麼中國首臺量子計算原型機命名為「九章」?
這是因為中國最古老的數學著作名為《九章算術》,看過《射鵰英雄傳》人或許記得有這樣一個情節:在黑沼之中,郭靖和黃蓉遇到瑛姑時,她在計算55225的平方根,這個算題就是出自《九章算術》第四章《少廣》。
都2020年,別不信,看了本文章內容的網友你們有幾人不用計算器能算出55225的平方根結果?
毫無疑問,中國首臺量子計算原型機命名「九章」,是向中國古代的數學家致敬,《九章算術》是那個時代數學成就的巔峰,「九章」量子計算機是我們當代的科技巔峰。
●何謂「量子霸權」?
「量子霸權」就是指量子計算機在一些特定測試,比如「高斯玻色取樣」任務的測算上,「秒殺」所有經典計算機。我們現在使用的電腦、手機都是基於經典計算機技術,最牛的經典計算機就是我們常常說的「超級計算機」。
中國在超算領域也處於頂尖狀態,在2019年美國新的超算出來前,中國超算佔據全球第一的位置有五年之久,而美國2019年能夠重返世界第一隻是打了個時間差,在榜首呆不了多久,因為中國E級超算也是世界首臺E級超算已經研發成功,正在深圳裝配。
嚴格意義上說全球第一款達到「量子霸權」的量子計算機就是谷歌的「懸鈴木」,中國「九章」是第二家,雖然時間只是間隔一年多,但「九章」可以說是光速級別的殺死「懸鈴木」。
●實現「量子霸權」只是量子計算機的起步,離實際應用還有很長的路要走
量子計算機現在還處於理論研究階段,「量子霸權」的實現只是萬裡長徵的第一步,這一步有裡程碑意義。但是離製造出實際的量子計算機還有很大距離。
但是「九章」的出現讓中國站在了世界之巔,牢固地確立了中國在該領域的全球領頭羊地位,「九章」量子計算機還有個特別牛的地方,雖然這不是可以應用的量子計算機,但是不同於美國「懸鈴木」純粹為了實現「量子霸權」別無它用的「花瓶模式」,「九章」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。
●老規矩,一些雜音來了
「九章」量子計算機原型機研發成功,立馬就冒出一些「量子計算機」無用論的論調,這感覺讓人何其地熟悉?
當中國在量子通訊領域一騎絕塵之際,有人鼓譟「量子通訊」無用論。
當中國在超算領域霸榜很多年時,「超算」勞民傷財無用論也是塵囂之上。
美國的超算2019年重返榜首的時候,超算立馬又變成科技巔峰的象徵了。
總有一小部分人這樣,要麼是蠢,要麼是壞。 (風聞大師)