光量子计算机-中国造不亚于核武器.docx

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光量子计算机，“中国造”不亚于核武器

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这是历史上第一台超越早期经典计算机的量子模拟机，为最终实现超越经典计算能力的量子计算这一国际学术界称之为“量子称霸”的目标奠定了基础，这属于中国人为世界科技进步添砖加瓦的关键一步！

突破

最近，中国科技界真可谓捷报连连，首个货运飞船“天舟一号”成功升空，首艘国产航母顺利下水，自主研制的水陆两栖飞机AG600以及中型客机C919也在摩拳擦掌地等待各自的首秀，中国科技实现了一个个华丽转身，这紧密的节奏也是让国人兴奋得喘不过气来。

5月3日，又一颗重磅消息横空砸来：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生！

这个早期经典计算机指的就是“二战”期间诞生于美国的世界上第一台通用计算机“埃尼阿克”（Eniac），仅仅时隔70多年，“埃尼阿克”就遇到了诞生于中国的这个全新“对手”所带来的巨大挑战！

更令人振奋的是，这个“世界首台”是货真价实的“中国造”，属中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组攻关突破的成果。他们在基于光子和超导体系的量子计算机研究方面都取得了突破性进展，这次也一共发布了两个量子计算机的原型，一种基于光学，一个基于超导，该系列成果已经发表于国际权威学术期刊《自然光子学》和《物理评论快报》上。潘建伟教授也正是去年对我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功升空做出巨大贡献的“量子卫星之父”。

先说光学体系，研究团队在去年首次实现十光子纠缠操纵的基础上，利用高品质量子点单光子源构建了世界首台超越早期经典计算机的单光子量子计算机。

潘建伟介绍，根据测试，我国研制的量子原型机的“玻色取样”速度比国际第二名进行类似实验的速度整整快了24000倍！

再说超导体系，研究团队实现了目前世界上最大数目（10个）超导量子比特的纠缠，并在超导量子处理器上实现了快速求解线性方程组的量子算法，打破了之前由谷歌、NASA和UCSB等一系列美国大牛联合研制的9个超导量子比特的操纵。

也就是说，中国的量子计算机无论是在光学体系还是超导体系都实现了巨大突破，光量子计算机属于“世界首台”，超导量子计算机也实现了10个超导量子比特的高精度操纵，打破了此前美国所保持的记录，处于世界领先位置，就是这么厉害！

速度

那到底什么是量子计算机呢？

我们现在对电子计算机很熟悉，但很少有人知道它和量子计算机的区别在哪里。简单来说，根本区别其实就是计算能力！

量子计算机的计算能力之所以强过传统电子计算机，原因就在于两者存储信息与运算方式上的不同。

在电子计算机里，一个微小晶体管中存储的数据，在一个时间点上是固定的，要么是1，要么是0。而量子计算机则不同，量子具有叠加态，一个量子位可以有两种状态，这样N个量子位时就有2的N次方种状态。

更神奇的地方在于，传统电子计算机的计算方式是串行运算，一个算完算下一个。而量子计算机由于处于叠加状态，天然就能并行运算。如果电子计算机要分成50次计算完成，量子计算机则可以把这过程分成50个部分，同时计算完成，再叠加给出结果。

想象一下，你被要求5分钟内在指定图书馆某一本书的某页上找到一个字母“X”，这几乎是不可能的，因为那里有5000万册书。但是如果你处于5000万个平行现实中，每个现实都可以查看不同的书籍，你肯定能在其中某个现实中找到这个“X”。在这个假设中，普通计算机就是像疯子一样的那个你，需要5分钟内找遍尽可能多的书。而量子计算机却能将你复制出5000万个，每个只需翻找一本书即可。这效率，简直成倍跃升！

目前，我们所有的计算机体系都是基于冯诺依曼式的组织结构，其运行速度的增长已经明显放缓，对于大规模数据的分析计算效率也很难再提高。量子计算的提出，则是旨在专门为复杂问题的求解设计一种全新的计算机体系，让运行速度“飞”起来了！

所以，曾有人打过一个比方：如果现在传统计算机的速度是自行车，量子计算机的速度就好比飞机。使用亿亿次的“天河二号”超级计算机求解一个亿亿亿变量的方程组，所需时间为100年。而使用一台万亿次的量子计算机求解同一个方程组，仅需0.01秒。

改变

这种逆天的超高速计算方式，必然会使很多方面发生重大变化。

第一，对人类科技进步而言，量子计算机“开辟了一个新的战场”。“埃尼阿克”作为世界上第一台经典算法计算机，开辟了一个属于计算机的时代，以前，量子计算速度比经典计算机快还只是停留在理论中，而该台原型机将这一理论变成现实迈出了坚实的第一步，把量子计算机真正推向和经典计算机竞争的擂台。

第二，在现实生活方面，量子计算机的应用范围就更广了！只要是涉及到逻辑计算分析，都可以发挥它的优势。量子计算利用量子相干叠加原理，在原理上具有超快的并行计算和模拟能力，