【量子電腦懶人包】5個Q&A 揭開中國「九章」神秘面紗

國情動向 20:18 2020/12/08

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中國科學院研製量子電腦原型機「九章」問世,號稱比美國Google去年曝光量子電腦再快100億倍。不過,只是看到「量子」這兩個字,就有不少人覺得頭痛。本文帶你一次解開九章的面紗。

Q:什麼是量子計算機?

A:量子計算機是用量子力學原理制造的計算機,目前還處於很初步的階段。我們現在使用的電腦是通過電路的開和關進行計算,不管是屏幕上的圖像還是輸入的漢字,這些信息在硬件電路裡都會轉換成1和0,每個比特(byte)要麼代表0,要麼代表1,這些比特就是信息,然後再進行傳輸、運算與存儲。

而量子計算機則是以量子的狀態作為計算形式。量子力學允許一個物體同時處於多種狀態,0和1同時存在,就意味著很多個任務可以同時完成,因此具有超越計算機的運算能力。

Q:九章到底長什麼樣?

A:從外觀上看,與其說它是計算機,倒不如說是一台敞開式的運算系統:實驗桌上3平方米左右的格子裡擺滿了上千個部件,這些都是量子計算機原型機的光路。

另一張桌子上,擺放著九章的接收器。如果你站在兩張桌子之間,就意味著你置身於九章之中。

研發中的九章量子電腦。

Q:九章確立的量子計算優越性 / 量子霸權有多厲害?

「量子霸權」是一個科學術語,指量子計算機在某個問題上遠遠超過現有的計算機,與國際政治無關。

谷歌造出的懸鈴木包含53個量子比特的芯片,花了200秒對一個量子線路取樣一百萬次,而現有的最強的超級計算機完成同樣的任務需要一萬年。九章在同樣的賽道上,比懸鈴木快一百億倍,這就是等效速度,也意味著中國在量子計算上實現了量子霸權。

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Q:量子計算機要不要裝系統?

A:量子計算機本身就是一套系統。

據了解,對於量子計算機的控制,仍然需要通過普通電腦進行信息的輸入和輸出。工作人員需要在普通電腦上輸入初始數據,數據在量子計算機控制系統中進行復雜的轉換和運算,最後得到的結果會再傳輸回工作人員的普通電腦上。

Q:量子計算機距實用還有多遠?

A:在實現量子優越性之後,下一個重要目標就是針對一個有實用價值的問題,造出超越經典計算機的量子計算機。

專家說,將來也需能用光學實現真正強大的量子計算機,也就是可編程的、能處理很多有實用價值問題的量子計算機。

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責任編輯:尹航

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