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计算机|马上评｜“九章”问世，量子计算机将深刻影响未来

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当200秒遇上6亿年 ， 是什么概念？
12月4日 ， 中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章” ， 求解数学算法高斯玻色取样只需200秒 ， 而目前世界最快的超级计算机要用6亿年 。 这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家 。 “九章”的命名旨在纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》 。
去年9月 ， 谷歌公司推出53个量子比特的计算机“悬铃木” ， 对一个数学算法的计算只需200秒 ， 远超当时世界最快的超级计算机所需的2天 ， 实现了“量子优越性” 。 等效来看 ， “九章”的计算速度比“悬铃木”快100亿倍 ， 并弥补了“悬铃木”依赖样本数量的技术漏洞 。 国际学术期刊《科学》发表了该成果 ， 审稿人评价这是“一个最先进的实验”“一个重大成就” 。
“九章”的问世 ， 意义是多方面的 。 首先当然是在计算机、IT和数学领域 ， 如实现“量子计算优越性”（“量子霸权”） ， 在某个特定问题上的计算能力远超现有最强的传统计算机 。 此外 ， 它还可以通过量子计算机建立量子通信网络和量子互联网等 。
其次 ， 在实用性上 ， 量子计算机有广阔的空间和范围 ， 如密码破译、大数据优化、材料设计、药物研发等 ， 都可以获得量子计算机的支持 ， 从而解决重大的国计民生问题 ， 并产生巨大的经济价值 。 正如有科学家预言 ， 量子计算机会被广泛使用 ， 甚至每个人都可以使用 。
值得一提的是 ， 它还与药物研发息息相关 。
【计算机|马上评｜“九章”问世，量子计算机将深刻影响未来】眼下 ， 新冠肺炎肆虐全球一年 ， 目前虽然已经有一些疫苗问世 ， 但是药物研发却遥遥无期 ， 原因之一就在于筛选药物分子遭遇计算的瓶颈 。
传统的以实验筛选前期药物分子 ， 仅仅是搜索一个有效的药物新靶点就需要筛选10万个化合物 ， 成功率在0.1%-0.01%之间 。 用计算机辅助进行新药研发 ， 其快速算法可以加快药物的研究 ， 从而将命中率提高到5%~20% ， 费用减少99.9% 。 如果运用量子计算机 ， 只要其计算速度快过经典计算机100-1000倍 ， 就有可能让筛选药物前期分子的效率提高到90%以上 ， 费用也更为减少 。 不过 ， 能否获得真正有效的药物分子 ， 还要看后期的生物实验 。
据报道 ， 截至今年6月 ， 新冠病毒能够转录29种蛋白质 ， 有16种非结构蛋白、4种结构蛋白和9种辅助蛋白 。 而且 ， 新冠病毒入侵人体的受体蛋白除了ACE2之外 ， 还有为数不少的蛋白在新冠病毒的吸附、侵入、脱壳、生物合成、组装以及释放等关键过程中扮演了关键角色 。 这些复杂的结构和特性 ， 给药物研发带来了相当大的难度 。 可以预见 ， 如果能将量子计算机的“神算”功力运用到这一领域 ， 将会带来怎样的创举 。
此外 ， 量子计算机的快速运算还有平常却广泛的运用 。 例如 ， 送货车如何选择最有效率的路线送货 ， 可以借助量子计算机的帮助 。 这也绝非“大材小用” 。
当然 ， 也要看到 ， 与通用计算机相比 ， “九章”还只是“单项冠军” 。 从实验室走向广阔的生活生产场景 ， 还需要漫长的时间 。 更严谨如研究人员所评估的那样 ， “九章”是否完全实用和通用 ， 可以解决所有计算问题 ， 还需要进一步验证 。 但不可否认 ， “九章”的问世是一个巨大的鼓舞 ， 未来可期 。
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