量子計算機"九章"有多厲害 比目前的超級計算機快一百萬億倍

　　“九章”到底長什么樣

　　在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)光量子實驗室，記者見到了確立中國量子計算優(yōu)越性的“九章”。

　　從外觀上看，與其說它是計算機，倒不如說是一臺敞開式的運算系統(tǒng)：實驗桌上3平方米左右的格子里擺滿了上千個部件，“這些都是量子計算機原型機的光路”，潘建偉研究組的苑震生教授說，“正是通過我國自主創(chuàng)新的量子光源、量子干涉、單光子探測器等，我們構(gòu)建了76個光子的量子計算原型。”

　　另一張桌子上，擺放著“九章”的接收器。“如果你站在兩張桌子之間，就意味著你置身于‘九章’之中”。

　　原來，神秘的“九章”就是一堆光路和接收裝置。

　　袁嵐峰告訴記者，光學(xué)是實現(xiàn)量子計算的一種手段，跟超導(dǎo)、離子阱、核磁共振等很多其他手段并列。“中國科技大學(xué)把光學(xué)這種手段帶到了世界的中心，大大擴展了學(xué)術(shù)界對這種手段上限的估計，這是這項成果在技術(shù)上的重要意義。”

　　“九章”確立的“量子計算優(yōu)越性”有多厲害

　　“九章”的成果，就是實現(xiàn)了量子計算優(yōu)越性。“量子計算機在某個問題上超越現(xiàn)有的最強的經(jīng)典計算機，被稱為‘量子優(yōu)越性’或者叫‘量子霸權(quán)’。”

　　袁嵐峰隨后解釋說，“實際上，‘量子霸權(quán)’是一個科學(xué)術(shù)語，跟國際政治無關(guān)。它指的是量子計算機在某個問題上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的計算機。”

　　基于量子的疊加性，許多量子科學(xué)家認(rèn)為，量子計算機在特定任務(wù)上的計算能力將會遠(yuǎn)超任何一臺經(jīng)典計算機。2012年，美國物理學(xué)家John Preskill將其描述為“量子計算優(yōu)越性”或稱“量子霸權(quán)”。2019年，谷歌第一個宣布實現(xiàn)了量子優(yōu)越性。他們用的量子計算機叫作“懸鈴木”，處理的問題大致可以理解為：判斷一個量子隨機數(shù)發(fā)生器是不是真的隨機。

　　“谷歌造出的‘懸鈴木’包含53個量子比特的芯片，花了200秒對一個量子線路取樣一百萬次，而現(xiàn)有的最強的超級計算機完成同樣的任務(wù)需要一萬年。200秒對一萬年，如果這是雙方的最佳表現(xiàn)，那么確實是壓倒性的優(yōu)勢。”袁嵐峰說，“九章”跟“懸鈴木”的區(qū)別，一是處理的問題不同，二是用來造量子計算機的物理體系不同。“九章”用的是光學(xué)，“懸鈴木”用的是超導(dǎo)。“這兩個沒有孰優(yōu)孰劣，只是不同的技術(shù)路線。”

　　“‘九章’在同樣的賽道上，比‘懸鈴木’快一百億倍，這就是等效速度，也意味著我國在量子計算上實現(xiàn)了‘量子霸權(quán)’”。袁嵐峰進(jìn)一步解釋說，“九章”的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。這是因為有“懸鈴木”在前，“九章”畢竟是第二個，所以只是說中國跟美國相差不遠(yuǎn)。“而在量子通信方面，我們就不說什么‘第一方陣’了。因為那里沒有方陣，中國明確是世界最先進(jìn)的。”