世界首臺“超越級”光量子計算機在中國誕生
來源自：捷世智通 點擊數：8704 發布時間：2017-05-05
本文來源：每日甘肅網-蘭州晨報
新華社上海5月3日電中國科學技術大學潘建偉院士3日在上海宣布，我國科研團隊成功構建的光量子計算機，首次演示了超越早期經典計算機的量子計算能力。
實驗測試表明，該原型機的取樣速度比國際同行類似的實驗加快至少24000倍，通過和經典算法比較，也比人類歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。
潘建偉說，這臺光量子計算機標志著我國在基于光子的量子計算機研究方面取得突破性進展，為最終實現超越經典計算能力的量子計算奠定了堅實基礎。
量子時代的探尋與追問
新版“神算子”有多神？未來將秒殺超級計算機
芯片越來越小，傳統計算機未來必將遭遇計算極限。求解一個億億億變量（10的24次方）的方程組，利用目前的超級計算機，大約需要100年。而對類似這樣的大規模計算難題，如果借助萬億次量子計算機，只需0.01秒。
全新的量子計算機利用量子特有的“疊加狀態”，以采取并行計算的方式，讓速度以指數量級地提升。中國科學技術大學潘建偉院士和陸朝陽教授等研制的光量子計算機，已經比人類歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。
據介紹，關于量子計算研究的系列成果已經發表于《自然·光子學》等國際權威學術期刊上。“這意味著，中國科學家研制出了量子計算領域的埃尼亞克（第一臺電子管計算機ENIAC）。”《自然·光子學》的審稿人表示。
陸朝陽表示，預計年底可以實現操縱20個量子比特、達到目前商用CPU水平；到2020年，有望實現操縱45個量子比特的目標，向經典超級計算機的計算能力發起挑戰。
全球角力場有幾多？歐美投入數十億美元布局
由于量子計算的巨大潛在價值，歐美各國都在積極整合各方面研究力量和資源，開展協同攻關，大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也強勢介入量子計算研究。
2015年，谷歌、美國航天航空局和加州大學圣芭芭拉分校宣布實現了9個超導量子比特的高精度操縱。此次，潘建偉及其同事朱曉波等，聯合浙江大學王浩華教授研究組，首次實現10個超導量子比特的糾纏，在基于超導體系的量子計算機研究方面取得突破性進展。
何時飛入尋常百姓家？10年內專用量子計算機有望“實用化”
從誕生以來，量子力學就一直在催生眾多重大發明，包括原子彈、激光、晶體管、核磁共振、全球衛星定位等。量子計算機的問世，有助于解決現有計算機也難以解決的問題。
專家認為，計算能力極限的大幅提升，意味著量子計算機可以分析更多數據。比如，實現精準的天氣預報，躲避颶風海嘯；計算優化的出行線路，讓城市減少堵車；識別有效的分子組合，降低藥物的研發成本和周期；甚至可以用于探索太空，較快辨別可能存有生命體的行星。
潘建偉預測，造出“專用”量子計算機，在求解材料設計、化學研究、物理研究等特別需要、特別有用的問題上超越“超級計算機”，有望在10年出現，最終還將拓展到量子人工智能領域。
量子時代還有哪些暢想曲？信息安全的“護衛艦”
當前，信息科技日益走向智能化，量子不僅可以用于量子計算，更安全的量子通信也應運而生。隨著“墨子號”發射升空，我國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信。按照規劃，未來還將發射多顆量子衛星。到2030年左右，建成一個全球化的廣域量子通信網絡。
潘建偉說，量子通信可以從原理上確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等的安全性，從根本上解決信息安全問題。
記者了解到，對于量子時代的科學應用，中國“量子人”團隊有著明確的科研路線圖：通過量子通信研究，從初步實現局域量子通信網絡，到實現多橫多縱的全球范圍量子通信網絡；通過量子計算研究，為大規模計算難題提供解決方案，實現大數據時代信息的有效挖掘；通過量子精密測量研究，實現新一代定位導航等。
到2030年，或許人人家里都有一個“密鑰機”；新的量子材料可以改變電池技術，成百倍地擴大電池容量……面對變幻莫測的量子世界，從“被動觀測”邁入“主動調控”，人們期待著量子科技開啟更美好的未來。
新華社上海5月3日電中國科學技術大學潘建偉院士3日在上海宣布，我國科研團隊成功構建的光量子計算機，首次演示了超越早期經典計算機的量子計算能力。
實驗測試表明，該原型機的取樣速度比國際同行類似的實驗加快至少24000倍，通過和經典算法比較，也比人類歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。
潘建偉說，這臺光量子計算機標志著我國在基于光子的量子計算機研究方面取得突破性進展，為最終實現超越經典計算能力的量子計算奠定了堅實基礎。
量子時代的探尋與追問
新版“神算子”有多神？未來將秒殺超級計算機
芯片越來越小，傳統計算機未來必將遭遇計算極限。求解一個億億億變量（10的24次方）的方程組，利用目前的超級計算機，大約需要100年。而對類似這樣的大規模計算難題，如果借助萬億次量子計算機，只需0.01秒。
全新的量子計算機利用量子特有的“疊加狀態”，以采取并行計算的方式，讓速度以指數量級地提升。中國科學技術大學潘建偉院士和陸朝陽教授等研制的光量子計算機，已經比人類歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。
據介紹，關于量子計算研究的系列成果已經發表于《自然·光子學》等國際權威學術期刊上。“這意味著，中國科學家研制出了量子計算領域的埃尼亞克（第一臺電子管計算機ENIAC）。”《自然·光子學》的審稿人表示。
陸朝陽表示，預計年底可以實現操縱20個量子比特、達到目前商用CPU水平；到2020年，有望實現操縱45個量子比特的目標，向經典超級計算機的計算能力發起挑戰。
全球角力場有幾多？歐美投入數十億美元布局
由于量子計算的巨大潛在價值，歐美各國都在積極整合各方面研究力量和資源，開展協同攻關，大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也強勢介入量子計算研究。
2015年，谷歌、美國航天航空局和加州大學圣芭芭拉分校宣布實現了9個超導量子比特的高精度操縱。此次，潘建偉及其同事朱曉波等，聯合浙江大學王浩華教授研究組，首次實現10個超導量子比特的糾纏，在基于超導體系的量子計算機研究方面取得突破性進展。
何時飛入尋常百姓家？10年內專用量子計算機有望“實用化”
從誕生以來，量子力學就一直在催生眾多重大發明，包括原子彈、激光、晶體管、核磁共振、全球衛星定位等。量子計算機的問世，有助于解決現有計算機也難以解決的問題。
專家認為，計算能力極限的大幅提升，意味著量子計算機可以分析更多數據。比如，實現精準的天氣預報，躲避颶風海嘯；計算優化的出行線路，讓城市減少堵車；識別有效的分子組合，降低藥物的研發成本和周期；甚至可以用于探索太空，較快辨別可能存有生命體的行星。
潘建偉預測，造出“專用”量子計算機，在求解材料設計、化學研究、物理研究等特別需要、特別有用的問題上超越“超級計算機”，有望在10年出現，最終還將拓展到量子人工智能領域。
量子時代還有哪些暢想曲？信息安全的“護衛艦”
當前，信息科技日益走向智能化，量子不僅可以用于量子計算，更安全的量子通信也應運而生。隨著“墨子號”發射升空，我國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信。按照規劃，未來還將發射多顆量子衛星。到2030年左右，建成一個全球化的廣域量子通信網絡。
潘建偉說，量子通信可以從原理上確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等的安全性，從根本上解決信息安全問題。
記者了解到，對于量子時代的科學應用，中國“量子人”團隊有著明確的科研路線圖：通過量子通信研究，從初步實現局域量子通信網絡，到實現多橫多縱的全球范圍量子通信網絡；通過量子計算研究，為大規模計算難題提供解決方案，實現大數據時代信息的有效挖掘；通過量子精密測量研究，實現新一代定位導航等。
到2030年，或許人人家里都有一個“密鑰機”；新的量子材料可以改變電池技術，成百倍地擴大電池容量……面對變幻莫測的量子世界，從“被動觀測”邁入“主動調控”，人們期待著量子科技開啟更美好的未來。
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