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世界首臺“超越級”光量子計算機在中國誕生
來(lái)源自：捷世智通 點(diǎn)擊數：6400 發(fā)布時(shí)間：2017-05-05
本文來(lái)源：每日甘肅網(wǎng)-蘭州晨報
新華社上海5月3日電中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士3日在上海宣布，我國科研團隊成功構建的光量子計算機，首次演示了超越早期經(jīng)典計算機的量子計算能力。
實(shí)驗測試表明，該原型機的取樣速度比國際同行類(lèi)似的實(shí)驗加快至少24000倍，通過(guò)和經(jīng)典算法比較，也比人類(lèi)歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。
潘建偉說(shuō)，這臺光量子計算機標志著(zhù)我國在基于光子的量子計算機研究方面取得突破性進(jìn)展，為最終實(shí)現超越經(jīng)典計算能力的量子計算奠定了堅實(shí)基礎。
量子時(shí)代的探尋與追問(wèn)
新版“神算子”有多神？未來(lái)將秒殺超級計算機
芯片越來(lái)越小，傳統計算機未來(lái)必將遭遇計算極限。求解一個(gè)億億億變量（10的24次方）的方程組，利用目前的超級計算機，大約需要100年。而對類(lèi)似這樣的大規模計算難題，如果借助萬(wàn)億次量子計算機，只需0.01秒。
全新的量子計算機利用量子特有的“疊加狀態(tài)”，以采取并行計算的方式，讓速度以指數量級地提升。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士和陸朝陽(yáng)教授等研制的光量子計算機，已經(jīng)比人類(lèi)歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。
據介紹，關(guān)于量子計算研究的系列成果已經(jīng)發(fā)表于《自然·光子學(xué)》等國際權威學(xué)術(shù)期刊上?！斑@意味著(zhù)，中國科學(xué)家研制出了量子計算領(lǐng)域的埃尼亞克（第一臺電子管計算機ENIAC）?！薄蹲匀弧す庾訉W(xué)》的審稿人表示。
陸朝陽(yáng)表示，預計年底可以實(shí)現操縱20個(gè)量子比特、達到目前商用CPU水平；到2020年，有望實(shí)現操縱45個(gè)量子比特的目標，向經(jīng)典超級計算機的計算能力發(fā)起挑戰。
全球角力場(chǎng)有幾多？歐美投入數十億美元布局
由于量子計算的巨大潛在價(jià)值，歐美各國都在積極整合各方面研究力量和資源，開(kāi)展協(xié)同攻關(guān)，大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也強勢介入量子計算研究。
2015年，谷歌、美國航天航空局和加州大學(xué)圣芭芭拉分校宣布實(shí)現了9個(gè)超導量子比特的高精度操縱。此次，潘建偉及其同事朱曉波等，聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華教授研究組，首次實(shí)現10個(gè)超導量子比特的糾纏，在基于超導體系的量子計算機研究方面取得突破性進(jìn)展。
何時(shí)飛入尋常百姓家？10年內專(zhuān)用量子計算機有望“實(shí)用化”
從誕生以來(lái)，量子力學(xué)就一直在催生眾多重大發(fā)明，包括原子彈、激光、晶體管、核磁共振、全球衛星定位等。量子計算機的問(wèn)世，有助于解決現有計算機也難以解決的問(wèn)題。
專(zhuān)家認為，計算能力極限的大幅提升，意味著(zhù)量子計算機可以分析更多數據。比如，實(shí)現精準的天氣預報，躲避颶風(fēng)海嘯；計算優(yōu)化的出行線(xiàn)路，讓城市減少堵車(chē)；識別有效的分子組合，降低藥物的研發(fā)成本和周期；甚至可以用于探索太空，較快辨別可能存有生命體的行星。
潘建偉預測，造出“專(zhuān)用”量子計算機，在求解材料設計、化學(xué)研究、物理研究等特別需要、特別有用的問(wèn)題上超越“超級計算機”，有望在10年出現，最終還將拓展到量子人工智能領(lǐng)域。
量子時(shí)代還有哪些暢想曲？信息安全的“護衛艦”
當前，信息科技日益走向智能化，量子不僅可以用于量子計算，更安全的量子通信也應運而生。隨著(zhù)“墨子號”發(fā)射升空，我國在世界上首次實(shí)現衛星和地面之間的量子通信。按照規劃，未來(lái)還將發(fā)射多顆量子衛星。到2030年左右，建成一個(gè)全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò )。
潘建偉說(shuō)，量子通信可以從原理上確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等的安全性，從根本上解決信息安全問(wèn)題。
記者了解到，對于量子時(shí)代的科學(xué)應用，中國“量子人”團隊有著(zhù)明確的科研路線(xiàn)圖：通過(guò)量子通信研究，從初步實(shí)現局域量子通信網(wǎng)絡(luò )，到實(shí)現多橫多縱的全球范圍量子通信網(wǎng)絡(luò )；通過(guò)量子計算研究，為大規模計算難題提供解決方案，實(shí)現大數據時(shí)代信息的有效挖掘；通過(guò)量子精密測量研究，實(shí)現新一代定位導航等。
到2030年，或許人人家里都有一個(gè)“密鑰機”；新的量子材料可以改變電池技術(shù)，成百倍地擴大電池容量……面對變幻莫測的量子世界，從“被動(dòng)觀(guān)測”邁入“主動(dòng)調控”，人們期待著(zhù)量子科技開(kāi)啟更美好的未來(lái)。
新華社上海5月3日電中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士3日在上海宣布，我國科研團隊成功構建的光量子計算機，首次演示了超越早期經(jīng)典計算機的量子計算能力。
實(shí)驗測試表明，該原型機的取樣速度比國際同行類(lèi)似的實(shí)驗加快至少24000倍，通過(guò)和經(jīng)典算法比較，也比人類(lèi)歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。
潘建偉說(shuō)，這臺光量子計算機標志著(zhù)我國在基于光子的量子計算機研究方面取得突破性進(jìn)展，為最終實(shí)現超越經(jīng)典計算能力的量子計算奠定了堅實(shí)基礎。
量子時(shí)代的探尋與追問(wèn)
新版“神算子”有多神？未來(lái)將秒殺超級計算機
芯片越來(lái)越小，傳統計算機未來(lái)必將遭遇計算極限。求解一個(gè)億億億變量（10的24次方）的方程組，利用目前的超級計算機，大約需要100年。而對類(lèi)似這樣的大規模計算難題，如果借助萬(wàn)億次量子計算機，只需0.01秒。
全新的量子計算機利用量子特有的“疊加狀態(tài)”，以采取并行計算的方式，讓速度以指數量級地提升。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士和陸朝陽(yáng)教授等研制的光量子計算機，已經(jīng)比人類(lèi)歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。
據介紹，關(guān)于量子計算研究的系列成果已經(jīng)發(fā)表于《自然·光子學(xué)》等國際權威學(xué)術(shù)期刊上?！斑@意味著(zhù)，中國科學(xué)家研制出了量子計算領(lǐng)域的埃尼亞克（第一臺電子管計算機ENIAC）?！薄蹲匀弧す庾訉W(xué)》的審稿人表示。
陸朝陽(yáng)表示，預計年底可以實(shí)現操縱20個(gè)量子比特、達到目前商用CPU水平；到2020年，有望實(shí)現操縱45個(gè)量子比特的目標，向經(jīng)典超級計算機的計算能力發(fā)起挑戰。
全球角力場(chǎng)有幾多？歐美投入數十億美元布局
由于量子計算的巨大潛在價(jià)值，歐美各國都在積極整合各方面研究力量和資源，開(kāi)展協(xié)同攻關(guān)，大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也強勢介入量子計算研究。
2015年，谷歌、美國航天航空局和加州大學(xué)圣芭芭拉分校宣布實(shí)現了9個(gè)超導量子比特的高精度操縱。此次，潘建偉及其同事朱曉波等，聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華教授研究組，首次實(shí)現10個(gè)超導量子比特的糾纏，在基于超導體系的量子計算機研究方面取得突破性進(jìn)展。
何時(shí)飛入尋常百姓家？10年內專(zhuān)用量子計算機有望“實(shí)用化”
從誕生以來(lái)，量子力學(xué)就一直在催生眾多重大發(fā)明，包括原子彈、激光、晶體管、核磁共振、全球衛星定位等。量子計算機的問(wèn)世，有助于解決現有計算機也難以解決的問(wèn)題。
專(zhuān)家認為，計算能力極限的大幅提升，意味著(zhù)量子計算機可以分析更多數據。比如，實(shí)現精準的天氣預報，躲避颶風(fēng)海嘯；計算優(yōu)化的出行線(xiàn)路，讓城市減少堵車(chē)；識別有效的分子組合，降低藥物的研發(fā)成本和周期；甚至可以用于探索太空，較快辨別可能存有生命體的行星。
潘建偉預測，造出“專(zhuān)用”量子計算機，在求解材料設計、化學(xué)研究、物理研究等特別需要、特別有用的問(wèn)題上超越“超級計算機”，有望在10年出現，最終還將拓展到量子人工智能領(lǐng)域。
量子時(shí)代還有哪些暢想曲？信息安全的“護衛艦”
當前，信息科技日益走向智能化，量子不僅可以用于量子計算，更安全的量子通信也應運而生。隨著(zhù)“墨子號”發(fā)射升空，我國在世界上首次實(shí)現衛星和地面之間的量子通信。按照規劃，未來(lái)還將發(fā)射多顆量子衛星。到2030年左右，建成一個(gè)全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò )。
潘建偉說(shuō)，量子通信可以從原理上確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等的安全性，從根本上解決信息安全問(wèn)題。
記者了解到，對于量子時(shí)代的科學(xué)應用，中國“量子人”團隊有著(zhù)明確的科研路線(xiàn)圖：通過(guò)量子通信研究，從初步實(shí)現局域量子通信網(wǎng)絡(luò )，到實(shí)現多橫多縱的全球范圍量子通信網(wǎng)絡(luò )；通過(guò)量子計算研究，為大規模計算難題提供解決方案，實(shí)現大數據時(shí)代信息的有效挖掘；通過(guò)量子精密測量研究，實(shí)現新一代定位導航等。
到2030年，或許人人家里都有一個(gè)“密鑰機”；新的量子材料可以改變電池技術(shù)，成百倍地擴大電池容量……面對變幻莫測的量子世界，從“被動(dòng)觀(guān)測”邁入“主動(dòng)調控”，人們期待著(zhù)量子科技開(kāi)啟更美好的未來(lái)。
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