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中邦量子计划的差异正在“一个身位”

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  北京时间10月24日,谷歌宣称实现量子霸权,他们开发了一个全新的54量子比特处理器,只用了约200秒就搞定经典计算机大约需要1万年才能完成的任务。相关论文发表于《自然》杂志并登上封面。一篇同时发表在《自然》“新闻与观点”栏目的文章称,这一成就是量子计算的里程碑事件。“量子霸权”到底意味着什么?中国的量子计算研究情况如何?

  提出“量子霸权”概念的约翰·普雷斯基尔在近期撰写的一篇文章中提到:“在2012年,我提出‘量子霸权’这个词来形容量子计算机可以做到经典计算机所做不到的事情,不管这些任务是否有意义。”

  上海交通大学光子集成与量子信息实验室教授金贤敏认为,所谓“量子霸权”竞争,其实比的就是一个时间节点,看谁能最先做出一台特别的机器来进行特定问题的求解,只要比现行的计算机快,就算谁赢。可能翻译成“量子优势”能减少大家对名词本身的争议,更多关注其真正意义。虽然谷歌这个演示只是在某个特定问题求解上打败经典计算机,但仍是人类发展以量子计算为代表的新体制计算的重大进步。

  北京大学物理学教授吴飙说,谷歌量子计算实验针对的是“随机量子线路采样”问题。解决这个问题本身没有实用价值。“不过量子计算机的效率比经典计算机高,并在一些特定问题上高很多。在某种意义上,谷歌这一成果印证了量子计算理论研究的结论,体现了人类目前所能达到的最先进量子比特操控能力。”

  金贤敏认为,实现“量子霸权”这一时间节点,本身就只是一个演示,为了展示计算方面的量子优势,并非现在就要产生应用价值。

  约翰·普雷斯基尔也在文中提到:“现在我们知道硬件可以实现,接下来就可以寻找更有用的应用程序……我预计量子计算机将对社会产生革命性影响,但可能需要几十年时间。”

  据今年9月发布的《量子信息和量子技术白皮书(合肥宣言)》介绍,量子计算是利用量子叠加和干涉等原理进行量子并行计算,可在特定问题上相对于经典计算实现指数级加速,为若干大规模计算难题提供解决方案。量子计算机包括通用量子计算机和专用量子模拟机。对于量子计算研究路线,《合肥宣言》预言有三个阶段:第一个阶段是实现量子优越性;第二个阶段是实现具有应用价值的专用量子模拟系统;第三个阶段是实现可编程的通用量子计算机。

  实现量子优越性后,量子计算机未来将如何发展?吴飙说,业内专家认为“实现具有应用价值的专用量子模拟系统”,将于未来10—20年内到来。届时,一批专用量子模拟系统将问世,用于模拟催化化学反应、高温超导材料制备等科学研究,这些领域的科研效率会大幅提升。不过,量子计算发展的第三个阶段“实现可编程的通用量子计算机”,何时来临还无法预测,技术难度非常大。

  在金贤敏看来,量子是我国与英美等发达国家一较高下的重要领域,量子计算的差距也就在“一个身位”。可社会和资本等对新兴科技还太保守,只愿或只敢支持跟踪性研究研发。还好谷歌这个事件没有形成不可逾越的代差。如果说这场“量子霸权”的竞争只是一场“预赛”,接下来我们要奋起直追,敢于引领。

本站文章于2019-11-28 07:12,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:中邦量子计划的差异正在“一个身位”
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