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量子估量机中美差异

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  科技部2011年启动的“十二五”导向性重大项目(超级“973”),要求在2015年实现比特数3 的量子芯片。郭国平介绍说,目前这一目标已实现,而启动的“十三五”重点研发计划“半导体量子芯片研究”,要求2020年前获得品质因子1000、比特数6的量子芯片。(推荐学习:PHP视频教程)

  “这一目标距离可用的量子计算机还有很大的距离,但是我们必须一步一步来。”郭国平说。

  量子比特数虽说不是衡量量子计算硬件技术的绝对指标,但在通用量子计算机成功研制出来之前,这一指标的确有区分水平高低的价值。在谷歌公司上述“quantum supremacy”计划中,该领域科学家普遍预期其将在明年或后年的“量子计算机”上达到40~50 量子比特。

  在郭光灿看来,一台可实用的标准量子计算机,除了容错阈值和品质因数(Q值)要达到相应要求(现在还远未达到最低要求)外,逻辑比特数需要达到约200个,而如果按照至少需要5个物理比特编码一个逻辑比特计算的话,量子比特数至少要达到1000个。

  而这还仅仅是看得见、容易觉察的差距。清华大学计算机系教授、长江学者应明生指出,中国在量子计算机研制的“两条腿”(硬件和软件)中缺少一条——量子软件,这将使得中国在量子计算的国际竞争中长期处于被动状态。

  瘸腿才知路长。应明生说,美国之所以进展迅速,就在于其在量子计算机硬件、软件乃至应用方面都有明确的布局和集中攻坚的力量。“硬件是计算机的根本,但软件是计算科学的灵魂。量子计算机要做的话,软件也要跟上”。

  “我们跟美国相比确实差距太大,这个差距,第一个研究水平有差距,这个可以看得出来,第二个是研究队伍和力量有差距。这些其实也有明显的差距,这就是我们的现状。”郭光灿说,美国政企在量子计算机领域的完善布局已经上升到国家行为的层面,这或是中国应该借鉴的。

  “我认为国内势头发展得非常好,尤其是超导路线,原来是一个量子比特也没有,现在已经做到了5个、9个,而且是好几家在做,原材料也从依赖国外进口转变为由中科院物理所提供,而且材料性能也在改善。”郭光灿说,尽管各国水平不一,但目前通用量子计算机还没有哪个国家真正研制出来,“鹿死谁手还未可知,我们还有机会”。

  要抓住这个机会,郭光灿认为,中国需要从两方面“大练内功”。一方面,国家要加强在量子计算机研制方面的布局,将其上升到国家战略层面,把方方面面的力量组织起来,支持量子计算机的研制。“比如要解决做硬件研发人才的考核问题”。

  “另一方面,我国要做好量子计算领域年轻人才培养。年轻一代非常重要,我们不光要着眼于现在的研究,还要放眼未来,而人才就是未来。”郭光灿说,“就算感兴趣的年轻人最后没有从事相关的研制工作,也可以培养成能够用量子计算机的人。”他表示,下一步他将考虑以一种合适的方式培养青年队伍。

  应明生在人才培养的问题上与郭光灿不谋而合。“量子软件跟计算科学其他领域不太一样,短期内难以发展起来,需要一个长期的、合作的过程。”应明生说,“量子物理和计算科学等学科应该联合起来,培养一批人。就算我们没有赢得最后的突破,在量子信息技术成为技术潮流的时候,我们也不会太被动。”

  不像美欧等国早早认识和研究量子技术,中国在量子计算机方面的研究刚刚起步。虽然国内量子计算领域的发展势头良好,但要做的还有很多。一方面,国家要加强在量子计算机研制方面的布局,将其上升到国家战略层面;另一方面,量子计算领域年轻人才的培养也至关重要。

  至于真正的量子计算机要到何时才能出现,比尔·盖茨认为,10年内量子计算机可望用于云计算;欧洲科学家起草的《量子宣言》则预计,通用型的量子计算机可能会在2035年之前建造出来。我国科研人员给出的答案是:快则10年、15年就会实现。届时,取代传统PC不再是梦想。

  我国量子通信科研起步晚于国外,但大规模商业应用走在世界前列。2016年下半年,上海量子通信城域网、同时连接京沪两地全长2000公里的世界最长量子通信城际骨干网、世界首颗量子通信科学实验卫星发射等一批量子通信重大项目落地,国家对量子通信投入力度明显加大。量子通信被纳入“十三五”规划所培育发展的战略性产业,体现出国家对重点发展量子通信的决心。面对这个巨大的市场,资本投入逐渐增大,行业产业链将越发成熟,二级市场上的浙江东方、宁波建工、科华恒盛、神州信息、亨通光电等概念股也值得关注。

  目前我国公网建设每年投入4000-6000亿元,按照2%的公网替代水平,每年市场规模在80-120亿左右。有行业人士表示,随着未来量子通信在城域网、城际网、广域网全面铺开,量子通信的应用场景将从目前的金融、政务、军事等客户推广到个人生活,到2030年量子通信市场有望达到千亿水平。

本站文章于2019-10-31 00:59,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:量子估量机中美差异
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