算力里程碑式突破！中國量子計算原型機“九章

據中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)12月4日消息，該校潘建偉、陸朝陽(yáng)等組成的研究團隊與中科院上海微系統所、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作，構建了76個(gè)光子的量子計算原型機“九章”，實(shí)現了具有實(shí)用前景的“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解。
根據現有理論，該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬(wàn)億倍（“九章”一分鐘完成的任務(wù)，超級計算機需要一億年）。等效地，其速度比去年谷歌發(fā)布的53個(gè)超導比特量子計算原型機“懸鈴木”快一百億倍。
這一成果使得我國成功達到了量子計算研究的第一個(gè)里程碑：量子計算優(yōu)越性（國外也稱(chēng)之為“量子霸權”）。
資料顯示，量子計算的優(yōu)越性來(lái)自于量子疊加的物理性質(zhì)。如果用量子態(tài)編碼信息，應用量子疊加的物理性質(zhì)，理論上來(lái)說(shuō)，N 個(gè)量子比特可以同時(shí)保存和處理的信息是 2 的 N 次方。相比較之下，N 個(gè)經(jīng)典比特同時(shí)只能保存和處理一條信息。利用這個(gè)優(yōu)勢，量子算法在特定應用場(chǎng)景中，可以獲得遠超經(jīng)典量子計算機性能的總和。
目前，量子計算的優(yōu)越性已經(jīng)得到部分證明。而量子算法需要和不同領(lǐng)域繼續碰撞，才能夠找到落地應用的具體場(chǎng)景和關(guān)鍵點(diǎn)。
加速量子計算運用的發(fā)展，首先需要讓更多人使用量子計算機。量子云平臺由此而生。
最早推出量子計算云平臺是 IBM，其在 2016 年就上線(xiàn)了基于真實(shí)量子計算機的云平臺 IBM Q Experience，最早發(fā)布的是 5 量子比特的計算系統，目前可以提供最高 53 比特的量子計算系統。
在 2019 年，亞馬遜、微軟先后上線(xiàn)了量子計算云平臺 Braket 與 Azure Quantum。兩者都通過(guò)其云平臺，向用戶(hù)同時(shí)提供來(lái)自不同初創(chuàng )公司的量子計算機服務(wù)。
其中，亞馬遜是唯一公開(kāi)收費標準的量子計算云平臺。其云平臺除了支持量子算法，還支持量子和經(jīng)典系統結合使用的混合算法，目前最高能夠提供 35 量子比特的系統。除了量子算法，客戶(hù)還可以使用 Braket 來(lái)設計運行混合算法。
此外，量子計算機在原理上具有超快的并行計算能力，可望通過(guò)特定算法在一些具有重大社會(huì )和經(jīng)濟價(jià)值的問(wèn)題方面（如密碼破譯、大數據優(yōu)化、材料設計、藥物分析等）相比經(jīng)典計算機實(shí)現指數級別的加速。該成果牢固確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位，為未來(lái)實(shí)現可解決具有重大實(shí)用價(jià)值問(wèn)題的規?；孔幽M機奠定了技術(shù)基礎。
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