算力里程碑式突破！中國(guó)量子計(jì)算原型機(jī)“九章”問(wèn)世

據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)12月4日消息，該校潘建偉、陸朝陽(yáng)等組成的研究團(tuán)隊(duì)與中科院上海微系統(tǒng)所、國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，構(gòu)建了76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，實(shí)現(xiàn)了具有實(shí)用前景的“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解。
根據(jù)現(xiàn)有理論，該量子計(jì)算系統(tǒng)處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快一百萬(wàn)億倍（“九章”一分鐘完成的任務(wù)，超級(jí)計(jì)算機(jī)需要一億年）。等效地，其速度比去年谷歌發(fā)布的53個(gè)超導(dǎo)比特量子計(jì)算原型機(jī)“懸鈴木”快一百億倍。
這一成果使得我國(guó)成功達(dá)到了量子計(jì)算研究的第一個(gè)里程碑：量子計(jì)算優(yōu)越性（國(guó)外也稱之為“量子霸權(quán)”）。
資料顯示，量子計(jì)算的優(yōu)越性來(lái)自于量子疊加的物理性質(zhì)。如果用量子態(tài)編碼信息，應(yīng)用量子疊加的物理性質(zhì)，理論上來(lái)說(shuō)，N 個(gè)量子比特可以同時(shí)保存和處理的信息是 2 的 N 次方。相比較之下，N 個(gè)經(jīng)典比特同時(shí)只能保存和處理一條信息。利用這個(gè)優(yōu)勢(shì)，量子算法在特定應(yīng)用場(chǎng)景中，可以獲得遠(yuǎn)超經(jīng)典量子計(jì)算機(jī)性能的總和。
目前，量子計(jì)算的優(yōu)越性已經(jīng)得到部分證明。而量子算法需要和不同領(lǐng)域繼續(xù)碰撞，才能夠找到落地應(yīng)用的具體場(chǎng)景和關(guān)鍵點(diǎn)。
加速量子計(jì)算運(yùn)用的發(fā)展，首先需要讓更多人使用量子計(jì)算機(jī)。量子云平臺(tái)由此而生。
最早推出量子計(jì)算云平臺(tái)是 IBM，其在 2016 年就上線了基于真實(shí)量子計(jì)算機(jī)的云平臺(tái) IBM Q Experience，最早發(fā)布的是 5 量子比特的計(jì)算系統(tǒng)，目前可以提供最高 53 比特的量子計(jì)算系統(tǒng)。
在 2019 年，亞馬遜、微軟先后上線了量子計(jì)算云平臺(tái) Braket 與 Azure Quantum。兩者都通過(guò)其云平臺(tái)，向用戶同時(shí)提供來(lái)自不同初創(chuàng)公司的量子計(jì)算機(jī)服務(wù)。
其中，亞馬遜是唯一公開收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的量子計(jì)算云平臺(tái)。其云平臺(tái)除了支持量子算法，還支持量子和經(jīng)典系統(tǒng)結(jié)合使用的混合算法，目前最高能夠提供 35 量子比特的系統(tǒng)。除了量子算法，客戶還可以使用 Braket 來(lái)設(shè)計(jì)運(yùn)行混合算法。
此外，量子計(jì)算機(jī)在原理上具有超快的并行計(jì)算能力，可望通過(guò)特定算法在一些具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問(wèn)題方面（如密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計(jì)、藥物分析等）相比經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)別的加速。該成果牢固確立了我國(guó)在國(guó)際量子計(jì)算研究中的第一方陣地位，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)可解決具有重大實(shí)用價(jià)值問(wèn)題的規(guī)?；孔幽M機(jī)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
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