中國量子電腦原型機「九章」面世 比Google量子電腦快100億倍（有片）

在中共總書記習近平指示下，針對量子技術的研究不斷取得突破。由中國科學院研製的量子電腦原型機「九章」今日（4日）宣布面世，其處理特定程序的速度，比Google去年發布的53 qubit量子電腦原型機快上100億倍。官方指九章確立了中國在量子電腦研究領域的領先地位，意義上真正涉足「量子霸權」。

中央電視台報道，九章由中科院院士、中國科學技術大學教授潘建偉團隊，與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心等合作，通過在量子光源、量子干涉、單光子探測器等領域自主創新，成功構建76個光子100個模式的高斯玻色取樣原型機。量子電腦在理論上具有超快的並行計算能力，可望通過特定算法，在具有重大社會和經濟價值的問題方面，如密碼破譯、大數據優化、材料設計、藥物分析等，相比傳統電腦實現指數級別的加速。

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報道又指，潘建偉團隊一直在光量子信息處理方面處於領先水平，2017年構建了世界首台超越早期經電腦（ENIAC）的量子電腦原型機，至去年進一步研製了確定性偏振、高純度、高全同性和高效率的國際最高性能單光子源，實現了20光子輸入60模式干涉線路的玻色取樣。

▲ 九章的設計圖

潘表示：「我們將把它初步用於量子化學的一些研究，圖論裡面的一些組合數學方面的一些研究，甚至也可以用於一些機器學習的研究，所以它就可以把有些傳統上認為是比較困難的問題，用我們的計算機（電腦）就可以來做一些有效的有益的探索。」他同時指出，九章還只是「單項冠軍」，但其超強算力在機器學習、量子化學等領域具有潛在應用價值，將是後續發展的重要方向。

學術界肯定「九章」成就

國際學術期刊《科學》讚揚九章是一項重大成果（a major achievement）。麻省理工學院教授、美國青年科學家總統獎得主Dirk R. Englund指，他認為九章是一個了不起的成就，是開發這些中型量子電腦的一個里程碑。奧地利科學院院長Anton Zeilinger則指，本次的成果很重要，證明了基於光子的量子電腦也可能實現量子計算優越性。他相信有朝一日量子電腦會被廣泛使用，甚至每個人都可以使用。

瑞典皇家理工學院教授Val Zwiller亦表示，中國的專家克服了重大的技術挑戰，從而產生、操縱和探測非常大尺度的光量子態。但物理學作家Emily Conover指，九章的局限是它只能執行單一類型任務，暫時仍無法做到53 qubit那樣可以編程。另外九章要達到理論上的運算能力，需要有足夠的芯片。

量子電腦的優勢

量子電腦使用量子邏輯進行通用計算，不同於傳統的電子電腦，量子計算用來存儲數據的對象是量子位元，它使用量子演算法來進行數據操作。中國科學技術大學教授陸朝陽進一步解釋：

量子計算機（電腦）它是利用量子力學的原理，量子力學它可以允許一個物體同時處於多種狀態，那麼比如說0和1同時存在，它可以做一個原理上叫做並行計算，就是很多個任務可以一起完成，因此它就有了這樣一種超越經典計算機（電腦）的計算能力......正是因為具有超快的並行計算能力，量子計算可望通過特定算法實現指數級別的加速。

至於所謂的「量子霸權」（Quantum Supremacy），則是長期以來被用於描述量子電腦發展的關鍵節點，指量子電腦能解決傳統電腦無法解決的複雜難題，也就是展現量子優越性。2019年Google內部報吿稱，其研發的量子電腦成功在200時間內，完成傳統電腦需1萬年時間處理的問題，聲稱是全球首次實現 「量子霸權」。

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責任編輯：陳建錫