中国量子计算世界级大突破,比超级计算机快一千万倍

据中国央视10月26日报道,中国科学院量子信息与量子科技创新研究院科研团队近日在超导量子和光量子两种系统的量子计算方面取得重要进展,中国由此成为全球唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。

根据公开报道,由中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的超导量子计算研究团队与中国科学院上海技术物理研究所合作,构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”,实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解,比目前最快的超级计算机快1000万倍,计算复杂度比美国谷歌公司的超导量子计算原型机“悬铃木”高100万倍,使得中国首次在超导体系达到了“量子计算优越性”里程碑。

由该校潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等组成的研究团队与中科院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功构建了113个光子144模式的量子计算原型机“九章二号”,求解高斯玻色取样数学问题比目前全球最快的超级计算机快10的24次方倍(亿亿亿倍),并增强了光量子计算原型机的编程计算能力。

当今世界处于大变局之中,科技创新已被公认为是一个关键变量。在美国不断加紧遏制中国科技产业发展的大背景下,中国官方亦在不断强调科技的重要性。近年来,量子科技发展突飞猛进,成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。

诺贝尔物理学家费曼(Richard Feynman)在1981年首次提出量子计算机的概念,他指出,通过应用量子力学效应,能大幅提高计算机的运算速度,经典计算机需要几十亿年才能破译的密码,量子计算机在20分钟内就能破译。

随着5G时代的来临,数据处理的需求更为庞大复杂,而量子计算可实现人工智能的移动化,车载智能系统、无人机的智能系统、手机上的人工智能系统……都成为其一试身手的佳处,加密通信、药物设计、交通治理、天气预测、太空探索等领域也成为其优势展现的特定应用场景。

2020年9月,美国谷歌公司推出53个量子比特的计算机“悬铃木”,对一个数学算法的计算只需200秒,而当时世界最快的超级计算机“顶峰”需两天,实现了“量子优越性”。

同年12月4日,中国科学技术大学宣布中国科学院院士潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”,求解5,000万个样本的高斯玻色取样只需200秒,而当时世界最快的超级计算机“富岳”需6亿年,这一突破使中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。等效来看,“九章”的计算速度比“悬铃木”快100亿倍,并弥补了“悬铃木”依赖样本数量的技术漏洞。

不到一年的时间,中国在量子计算领域又取得重大进展。据陆朝阳教授介绍,他们把之前的九章光量子计算机从之前的76个光子增加到了113个光子,比超级计算机快亿亿亿倍。潘建伟院士表示,下一步希望能够通过4到5年的努力实现量子纠错,在使用量子纠错的基础之上,就可以来探索用一些专用的量子计算机或者量子模拟机来解决一些具有重大应用价值的科学问题。

当下,量子领域之争已不只是国与国之间科技的竞争,各国对量子科技的重视背后也是对新一轮工业革命到来所做的准备。

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest