中国量子计算机‘九章’问世 提速百万亿倍 比美国量子技术快100倍

12月4日中国科学技术大学宣布,中国科学技术大学和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,构建了 76 个光子 100 个模式的量子计算原型机 “九章”,九章这个名字得益于我国古代一部知名的数学专著。实现了具有实用前景的 “高斯玻色取样”任务的快速求解。

紧随其后的是英特尔公布五项新技术进展,其在集成光电、神经拟态计算、量子计算、保密计算、机器编程五项新技术进展。在开放日上,英特尔提出了“集成光电”愿景,即将光互连I/O直接集成到服务器和封装中,对数据中心进行革新,实现1000倍提升,同时降低成本。但是这和我们的【九章】比起来真的是不可同日而语也。

“九章”的强大之处在何处

九章的过人之处在于该量子计算系统处理高斯玻色取样的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍,其速度比去年谷歌发布的53个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。通常认为,50个量子比特是证明量子计算机有望超越传统计算机的关键门槛。

一百万亿倍意味着一百万亿台计算机的工作量,如今只需一台计算机便能完成。如果说超级计算机相当于1万台服务器,那么“九章”就相当于一百亿座大型数据中心。

明天,12月8日时一年一度的IDC产业盛会——IDCC即将再次到来。从2006年问世至今,如今已经进入到了第15届。今年将以重新定义IDC为主题,以洞悉格局变化,把握产业机遇,引领未来趋势为主旨,和龙头企业一起探讨新基建浪潮下的IDC产业。

而“九章”对于处理高斯玻色取样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,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。同时,通过高斯玻色取样证明的量子计算优越性不依赖于样本数量,克服了谷歌 53 比特随机线路取样实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。

何谓高斯玻色取样

玻色取样是用来展示量子计算优越性的特定任务中的一项,一直被科学家寄予厚望。大致是可以这样理解的,即一个光路有很多个出口,问每一个出口有多少光出去。

中科院的一位科学家这样解释到,波色取样装置可以像计算机一样在较高的精度上解决特定的数学问题,同时又应用了光子的量子力学特性,所以可称作是‘光量子计算机’。

“九章”的量子霸权有多厉害

“九章”的成果,就是实现了量子计算优越性。也可被称为‘量子霸权’。

在这点上,2012年美国物理学家John Preskill将其描述为“量子计算优越性”或称“量子霸权”。2019年,谷歌第一个宣布实现了量子优越性。他们用的量子计算机叫作“悬铃木”,处理的问题大致可以理解为:判断一个量子随机数发生器是不是真的随机。

(图片来源:人们日报官微;侵权即删)

但“九章”跟“悬铃木”的区别,一个是处理的问题不同,另一个是是用来造量子计算机的物理体系不同。咱们国家用的是光学,美国的“悬铃木”用的是超导。但是九章’在同样的赛道上,比‘悬铃木’快一百亿倍,这就是等效速度。在量子通信这点,帮我们可以说是第一方阵,也可以说是世界最先进的。

 美国麻省理工学院教授、美国青年科学家总统奖得主、斯隆奖得主Dirk Englund则称之为“一个划时代的成果”。他说,“这是开发中型量子计算机的里程碑。它表明,在复杂系统的前沿领域中,我们正处于非常特殊的时刻,复杂系统具有我们今天无法在计算机上预测的复杂性。因此,这是一项了不起的成就。”

北京超前布局量子通信等前沿技术

为实现发展目标,北京确定了夯实智慧基础、便利城市生活、繁荣产业生态、保障安全稳定、强化领域应用等6方面主要任务。北京市将建立全市统一的地理编码体系,构筑全市统一时空底座;建立全市统一的感知管理服务平台,实现感知数据汇聚汇通和共享应用。

(来源:Wind数据中心)

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