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中国量子计算机“婴儿”诞生

2017-05-10 07:07:19    经济参考报  参与评论()人

中国科学院日前宣布,在量子计算机研究方面取得了突破性进展,构建出世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机。

位于上海的中科院量子信息和量子科技创新研究院实验室内,三平方米的工作台上成百上千密密麻麻元器件组成的这台光量子计算机,与人们平日使用的计算机毫无相似之处。尽管这个量子计算机的“婴儿”还不如你握着的手机运算速度快,但著名物理学家、中国科学院院士潘建伟说,它是量子计算机打败经典超级计算机征途中“非常重要的一大步。”

近年来,传统计算机的性能增长越来越困难。探索全新物理原理的高性能计算技术的需求应运而生。科学家认为,量子计算机会成为未来科技的引擎,是打开无限可能性的钥匙。一些经典算法不可能完成的任务,量子算法却可以轻松搞定。如果将未来的量子计算机比作大学教授,今天所谓超级计算机的能力甚至还比不上刚上幼儿园的小班儿童。

潘建伟介绍,量子计算利用量子态的叠加性质,可以实现计算能力的飞跃。现在计算机的运算单位比特只有0和1这两种状态,但量子计算机中可以处在0和1的叠加态上。如果操纵的量子数目增多,它就会以指数级增长来提升计算机的运算速度。

但科学家说,在可预见的将来,量子计算机并不会替代人们桌上的电脑和口袋里的手机,它更不是用来玩网络游戏和发微信的。量子计算机实际上是用来处理一些经典电子计算机的老大难问题。

“比如,有一类问题叫‘玻色取样’,它的计算复杂度是随着粒子数的增加而指数增长的。”中国科学技术大学陆朝阳教授解释说:“这是被称为‘量子称霸’的任务,科学家最初设计这个问题的动机就是为了显示量子计算机的能力,跟经典的计算机竞赛,看看谁跑得快。”

专家估计,一台操纵50个微观粒子的量子计算机,对“玻色取样”这类特定问题的处理能力可秒杀目前最强大的超级计算机。如果操纵100个量子,其计算能力可能比目前最强大的超级计算机快百亿亿倍。如果将来能够做到1000个量子以上,科学家也许就可以研究意识是怎么产生的,或许能催生强大到无法想象的人工智能。