世界第一！中科大公布新型量子计算机，比美国同款快100亿倍

据新华社12月4日报道，中国量子计算机原型机“九章”算力实现全球领先，中国成为世界上第二个实现“量子优越性”的国家。量子计算机原型机由来自中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳团队成功研制，并被国际学术期刊《科学》收录，该期刊称中国的量子计算机是世界上最先进的，成就十分惊人。

“量子霸权”概念最早由加州理工学院普雷斯教授提出，该概念一经提出就在学界掀起了轩然大波，为此他还与另一位大学教授道林以能否开发出拓扑量子计算机打了一个赌。量子领域的“霸权”被称为“量子优越性”，即在某些特定问题上，算力全面超越传统的超级计算机。简单来说，实现“量子优越性”就是计算机算力跨过一个“门槛”，达到一个更高的水平，这样的跨越给了人们继续发展量子计算机的信心。

在量子计算机算力测试时，经常使用复杂数学算法求解的方式衡量计算机的计算水平。据悉，“九章”量子计算机仅需200秒，就可以求解数学算法高斯玻色取样，而世界上最先进的超级计算机“富岳”，计算同一问题则需要6亿年时间；在处理大量样本的时候，“九章”每200秒可以处理5000万个样本，每10小时可以处理100亿个样本。如果运用传统的超级计算机处理，则需要以亿年作为计算单位，处理100亿个样本，超级计算机需要1200亿年，而现有宇宙自形成起至今仅有123亿年。

谷歌去年推出了“悬铃木”量子计算机，具有53个光子，而中国的“九章”具有76个光子，等效来看“九章”的计算速度比美国的量子计算机快100亿倍，弥补了“悬铃木”计算过程中样本数量较少的技术漏洞；“悬铃木”的运行环境相比来说要求也更为严苛，要求计算机在零下273.12度的超低温度下运行，而中国的“九章”则可以在常温下完成海量样本的分析。

在量子计算机运行过程中，如何约束光子是最大的挑战，锁相精度要保持在一纳米的范围，即在百公里长的数据传输中，误差不能大于一个头发丝的长度。陆朝阳说，由于“九章”操纵的比特数量大幅增加，使得所需储存空间规模也变得十分恐怖，与“悬铃木”相比，“九章”的数据量高出十几个数量级，更能充分体现量子计算“优越性”。

与传统的超算相比，“九章”在图像识别、机器学习、量子化学等领域，未来应用价值巨大。目前的量子计算机只能做到在某一个特定领域“一骑绝尘”，并不能全方位碾压传统的超级计算机，在量子计算领域仍处于第一阶段，科学家还在想尽办法进一步提高量子计算机的计算能力。

编辑（Jeff）