它比第一臺電子管計算機和晶體管計算機快10到100倍

張麗珍帥

人民日報海外版

5月3日，中科院量子信息與量子技術(shù)創(chuàng)新研究所上海實驗室，一名科研人員對控制臺上的激光干擾器進行了調(diào)整。

新華社記者方偉社

5月3日，中國在量子計算機研究方面取得了巨大成就:世界上第一臺超越早期經(jīng)典計算機的光學(xué)量子計算機誕生了。這款光學(xué)量子計算機是由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授和他的同事陸朝揚、朱曉波以及浙江大學(xué)王浩華教授的研究團隊共同開發(fā)的，標(biāo)志著中國在量子計算機研究方面已經(jīng)進入了世界一流水平。

計算速度提高了24000倍

量子計算機具有超快速的并行計算和模擬能力，計算能力隨著可操控粒子的數(shù)量呈指數(shù)級增長。曾經(jīng)有人打了個比方:如果傳統(tǒng)計算機的速度是自行車，那么量子計算機的速度就像飛機。比如用“天河二號”數(shù)十億次的超級計算機解一個數(shù)十億個變量的方程組需要100年，而用一個數(shù)十億次的量子計算機解同一個方程組只需要0.01秒。

因為計算能力的革命性突破，就像蒸汽機走向工業(yè)文明一樣，量子計算機將成為未來科技的引擎。實驗測試表明，樣機的采樣速度比國際同行的同類實驗至少快24000倍，比人類歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機快10到100倍?！斑@是首個超越早期經(jīng)典計算機ENIAC的基于單光子的量子模擬器，為量子計算超越經(jīng)典計算能力的最終實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)?！北R朝陽指出。

占領(lǐng)“量子霸權(quán)”的機會

“在量子計算的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，有幾個大家共同努力的指標(biāo)節(jié)點:一、展現(xiàn)超越第一臺電子計算機的計算能力；第二，展示超越商用CPU的計算能力；第三，展示超越超級計算機的計算能力。我們?nèi)〉玫某删椭皇堑谝徊?，一小步，但卻是重要的一步?！迸私▊フf。

量子計算超越經(jīng)典計算能力，被國際學(xué)術(shù)界稱為“量子霸權(quán)”，具有重大戰(zhàn)略意義。目前，IBM、Google、微軟和中國的研究團隊都致力于量子計算機的研發(fā)，中國已經(jīng)率先為這一目標(biāo)奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。據(jù)悉，研究團隊正在進行20個超導(dǎo)量子比特樣品的設(shè)計、制備和測試工作，將于今年年底前發(fā)布量子云計算平臺；計劃5年后實現(xiàn)50個量子位的相干操控，計算潛力將超過超級計算機“太湖之光”；構(gòu)建未來具有量子通信安全的互聯(lián)網(wǎng)，即量子互聯(lián)網(wǎng)，大約需要15年的時間。屆時，量子計算將極大地改變我們在公共安全、交通、氣象監(jiān)測等領(lǐng)域的生活。

引領(lǐng)量子科學(xué)研究的應(yīng)用

“他們讓中國科技大學(xué)，也因此讓整個中國，在量子計算的世界地圖上牢牢占據(jù)一席之地?！薄缎驴茖W(xué)家》雜志對潘建偉的團隊進行了評價。中國已經(jīng)成為量子研究領(lǐng)域的領(lǐng)先國家之一。

除了量子計算上的“彎道超車”，中國在量子通信領(lǐng)域也達到了世界頂尖水平，領(lǐng)先歐美國家。中國的量子保密通信技術(shù)已經(jīng)從實驗室示范走向產(chǎn)業(yè)化和實用化，并朝著高速、長距離和網(wǎng)絡(luò)化的方向快速發(fā)展。世界上第一條量子通信安全干線——“京滬干線”，全長2000多公里，去年建成，目前正在進行最終測試，可以為沿線城市之間的政府和金融機構(gòu)提供高速、高安全性的信息傳輸保障。中國科學(xué)院量子科學(xué)實驗衛(wèi)星墨子，去年8月發(fā)射，將實現(xiàn)高速星地量子密鑰分配、星地量子糾纏分配和千公里級空地面量子隱形傳態(tài)。“目前已經(jīng)建立了星地通道，為后續(xù)實驗打下基礎(chǔ)，最終形成天地一體的量子通信網(wǎng)絡(luò)?！迸私▊フf。