潘建偉主導，我國新量子計算機研發成功，快上億倍，算力傲視全球

衆所周知，我國在量子計算機研究領域處於全球領先地位。2021年10月份，又獲得了重大突破，先後研發九章二號和祖沖之二號。

九章二號

中國科學技術大學的潘建偉等人與中科院上海微系統與信息技術研究所、國家並行計算機工程技術研究中心合作，成功構建113個光子144模式的量子計算原型機“九章二號”。它在求解高斯玻色取樣數學問題上，比目前全球最快的超級計算機快1億億億倍。

而在2020年的時候，潘建偉領導的團隊就已成功構建76個光子100模式的量子計算原型機“九章號”，它在處理高斯玻色取樣問題上的速度比當時世界上最快的超級計算機“富嶽”快100萬億倍。不過，九章二號比“九章”快100億倍。

祖沖之二號

除了九章二號，潘建偉領導的研究團隊還與中科院上海技術物理研究所合作，成功研製出“祖沖之二號”原型機。

據悉，“祖沖之二號”在處理量子隨機線路取樣問題上的速度比目前最快的超級計算機快7個數量級。“祖沖之二號”實現了66量子比特，計算複雜度比此前谷歌的53比特超導量子計算原型機“懸鈴木”提高了6個數量級。

而在2021年5月，潘建偉就已經構建了當時國際上量子比特數最多的62比特超導量子計算機原型機“祖沖之號”，並實現了可編程。

九章二號對應着光量子計算領域，而祖沖之二號則對應着超導量子計算力。超導和光量子分別是量子計算裡的屠龍刀和倚天劍，有了九章二號和祖沖之二號，就意味着中國同時擁有了倚天劍和屠龍刀，在兩大體系中都實現了量子霸權。

量子計算機是什麼？有什麼用？

量子是由德國物理學家普朗克於1900年提出的，由此開啓了量子物理，並影響了人類的科技發展，現在許多尖端技術都建立在該理論的基礎之上，比如激光。

計算機的重要性不言而喻，它的出現引發了信息革命，使人類進入信息時代。1946年，世界上第1臺計算機埃尼阿克在美國誕生。而量子計算機的概念則由諾貝爾物理學獎獲得者理查德·費曼於1981年提出。

量子計算機和傳統計算機一樣，都是由許多硬件和軟件構成的，軟件方面包括量子算法、量子編碼等，硬件方面則包括量子晶體管、量子存儲器、量子效應器等。

在傳統計算機中，1比特只能表示0或1，而量子計算機中的量子比特除了可以表示0或1，還能利用量子特性表示0和1的疊加態。對於一個2比特的數據，傳統計算機只能處理00/01/10/11四個二進制數中的一個，但量子計算機可以同時處理，並且這種並行計算能力能隨着量子比特數的增加呈指數式增長，所以算力相當恐怖。

計算機最根本的作用就是爲了處理海量的數據，而算力就是它的瓶頸。對於一些極其複雜的運算，普通計算機要用100年才能完成，超級計算機可能只需要花費幾天時間，而量子計算機只需用幾秒鐘。時間就是生命，在某些領域，特別是需要大量並行計算的領域，量子計算機所能發揮的作用極其巨大。

目前，量子計算已被認爲可能是下一代信息革命的關鍵技術，可通過特定算法產生超越傳統超級計算機的算力，有望在密碼破譯、天氣預報、材料設計、藥物分析、圖論等領域發揮重要作用，所以各國都試圖在該技術領域搶佔高地。

當然，目前所有的量子計算，不管是國內的還是國外的，都還是實驗室裡的原型機，離實際應用還需要一段時間。不過，有潘建偉等科學家在，中國的量子計算未來可期！

(公衆號：科學探索菌）