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碾压全球所有超算,我国“九章”量子计算机出世,潘建伟再立新功

量子计算被认为是未来计算领域的必然发展之路,这是一种颠覆性的计算机技术,未来势必会替代传统计算机,在这一技术领域的快速进步,是可以对传统计算强国实现弯道超车的。

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12月4日,新华网等国内权威媒体报道了我国在量子计算领域的最新成果,中国科学技术大学宣称该校潘建伟带领的团队成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”,面世即是全世界速度最快的量子计算机,堪称我国在量子计算领域中的“大国新重器”。

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这台量子计算机快到什么程度呢?用它求解高斯玻色取样数学算法只需200秒。很多人或许不知道数学算法高斯玻色取样什么样的计算难度,实际上如果用目前世界最快的传统超级计算机——日本的“富岳”超算来解这一难题,耗时要用6亿年,算下来9张量子计算机的速度相当于日本浮月超算的94.6万亿倍,这也意味着它在某个单一数学问题上的计算能力相当于全世界超算计算总能力的至少百亿倍,关于它的相关论文已经发表在国际学术期刊《科学》杂志上。

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“九章”量子计算机是潘建伟团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作构建的拥有76个光子的量子计算原型机,研制这种计算机需要攻克高品质光子源、高精度锁相和规模化干涉三大技术难题,其挑战难度是相当大的。

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↑“九章”量子计算机光路系统原理图比如在高品质光子源输出方面,需要保证每次只放出1个光子,而且每个光子都要一模一样,这是一种极大的技术挑战,我们打开灯就能发出很多的光线,然而要使灯泡只发出一个光粒子,这种技术的难度不是普通人能想象的。

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量子计算机在锁相精度方面的要求也是堪称恐怖,必须保证在10的负9次方以内,潘建伟打比方形容说是“相当于在100公里的传输距离上,误差不能超过一根头发直径”。

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在量子计算机领域,如今也是中美两国的竞争,去年9月,美国谷歌公司推出了53个量子比特的量子计算机“悬铃木”,在单一数学计算上的能力,相当于当时速度最快的传统超算顶峰的860多倍,已经实现了对传统超级计算机的超越。

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而如今我国量子科学家潘建伟团队研制的量子计算机计算能力相当于悬铃木的100亿倍,我国虽然是全球第二个完成对传统计算机实现“量子优越性(量子计算机某方面计算能力超越传统超算)”的国家,但是相对于美国谷歌的悬铃木量子计算机已大幅度领先,业界人士分析认为,今后世界量子计算机研制领域将进入中美两国竞争中发展的局面。

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参考资料:《新华网》12月4日文章《最快!我国量子计算机实现算力全球领先》



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