央视网消息：近日 ， 中国科学技术大学潘建伟研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作 ， 成功研制出量子计算原型机“九章” ， 其处理特定问题的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍 。
这一成果使我国成功实现了量子计算研究的第一个里程碑——量子计算优越性 ， 相关论文今天（4日）在国际学术期刊《科学》发表 。
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在位于安徽合肥的中科院量子创新研究院 ， 采访人员看到 ， 这台最新研制成功的量子计算原型机几乎占据了半个实验室 ， 包含上千个部件 。 经过二十多年研究攻关 ， 科研团队通过在量子光源、量子干涉、单光子探测器等领域的自主创新 ， 成功构建了76个光子100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机“九章” 。
“九章”计算速度达超级计算机百亿倍
实验结果显示 ， “九章”处理特定问题的速度比目前世界排名第一的超级计算机“富岳”快一百万亿倍 ， 同时也等效地比谷歌去年发布的53比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍 ， 成功实现了量子计算领域的第一个里程碑——量子计算优越性 。
科研团队介绍 ， “九章号”量子计算原型机确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位 ， 为未来实现规模化量子模拟机奠定了技术基础 。 随着计算能力的进一步提升 ， 量子计算机将有望在密码破译、材料设计、药物分析等具有实用价值的领域发挥重要作用 。
【原型机|我国科学家实现“量子计算优越性” 计算速度指数级增加】拥有并行计算能力 计算速度指数级增加
量子科技是国际最为关注的前沿热点之一 。 如果将传统计算机的速度比作“自行车” ， 量子计算机的速度则是“飞机” 。 那么 ， 量子计算为何具有如此强大的计算能力？“量子计算优越性”究竟是什么呢？
量子就是质量、能量等各种物理量的最小单元 ， 而且它也要以某种粒子状态存在 。 如果说到能量 ， 比如光 ， 一个光子就是一个量子 。
中国科学技术大学教授陆朝阳：量子计算机它是利用量子力学的原理 ， 量子力学它可以允许一个物体同时处于多种状态 ， 那么比如说0和1同时存在 ， 原理上叫做“并行计算” ， 很多任务可以一起完成 。 因此它就有了超越经典计算机的计算能力 。
正是因为具有超快的并行计算能力 ， 量子计算可望通过特定算法实现指数级别的加速 。 对于量子计算机的研究 ， 科学界公认有三个指标性的发展阶段 。
中国科学院院士 中国科学技术大学教授潘建伟：在量子计算里面 ， 第一个里程碑性的目标就是要来展示量子计算的优越性 。 我们在高斯波色采样实验当中构建了一个量子计算的原型机 ， 可以比目前最快的超算能够快10的14次方倍 ， 就相当于我这里算一分钟的东西 ， 用“富岳号”拿来算的话 ， 要算一亿年才能算完 ， 这就叫做量子优越性 。 就是我总算可以演示某个功能比传统的超级计算机算得好了 ， 这样的话我们就可以进一步地去寻找各种各样的应用 。
潘建伟介绍 ， 将实现量子计算优越性的这台量子原型机命名为“九章” ， 是为了纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》 。 在“九章”量子原型机的基础上 ， 研究团队将通过提高量子比特的操纵精度等一系列技术攻关 ， 力争尽早研制出可编程的通用量子计算原型机 。
中国科学院院士 中国科学技术大学教授潘建伟：希望能够通过15年到20年的努力 ， 能够研制出通用的量子计算机 ， 这样的话它就可以来解决很多非常广泛的问题的 ， 比如包括密码分析、气象预报、药物设计 ， 然后来探索物理学或者化学生物学里面的一些复杂的问题 。
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