【地评线】河声:“九章”问鼎,后来居上

2020年12月07日08:56

来源:大河网

  在竞争激烈的量子科技前沿,中国科学家又树立起了一座举世瞩目的里程碑。

  12月4日,中国科学技术大学宣布,该校潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,构建了76个光子的量子计算原型机“九章”,求解数学算法“高斯玻色取样”,处理5000万个样本只需200秒,而目前世界最快的超级计算机要用6亿年。相关论文于12月4日在线发表在国际学术期刊《科学》。《科学》杂志审稿人评价,这是“一个最先进的实验”,“一个重大成就”。

  约一个世纪前,“上帝到底掷不掷骰子”的爱因斯坦-玻尔论战,为人类开启了量子世界之门。20世纪,量子论催生出核能、激光、半导体,进而发展出计算机、手机、互联网,史称第一次量子革命。近些年来,随着实验技术的进步,人类可以对微观体系的量子态进行精确的检测与调控。量子调控技术的进步有望推动第二次量子革命,对未来社会产生本质的影响。

  量子科技的潜力超乎想象:量子通信理论上可做到绝对保密,量子计算让运算能力指数级增长,量子测量则将精度提升至“原子级”……量子科技发展具有重大科学意义和战略价值,是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新,将引领新一轮科技革命和产业变革方向。

  “九章”的厉害之处在哪儿?2019年,谷歌推出53个超导量子比特的计算机“悬铃木”,对一个数学算法的计算效率远超当时世界最快的超级计算机,跨过了超越传统计算机的门槛,率先实现了“量子优越性”。而“九章”让中国成为了全球第二个实现“量子优越性”的国家,并且后来居上。根据目前最优的经典算法,“九章”对于处理高斯玻色取样的速度,等效地比谷歌的“悬铃木”快100亿倍。同时,通过高斯玻色取样证明的量子计算优越性不依赖于样本数量,克服了谷歌53比特随机线路取样实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。

  当前,研制量子计算机成为世界科技前沿的最大挑战之一,是国家间角逐的焦点。最近美国公布了量子计算领域的最新计划,英国、欧盟、日本等国家也早有相应规划。我国“九章”的研制成功,不仅取得了“量子优越性”的里程碑式进展,也为第二步——解决若干超级计算机无法胜任的具有重大实用价值的问题提供了潜在的前景。潘建伟透露,他们将通过提高量子比特的操纵精度等一系列技术攻关,力争尽早研制出可编程的通用量子计算原型机,“用以解决一些应用非常广泛的问题,比如密码分析、气象预报、药物设计等等,同时也可以用于进一步探索物理学化学生物学领域的一些复杂问题。”

  当今世界正经历百年未有之大变局,科技创新是其中一个关键变量。习近平总书记强调,要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好先手棋。在推进量子科技发展上,我们必须坚定不移走自主创新道路,既要在基础研究有突破,又要加快成果转化效率,努力向量子信息强国迈进,为人类科学技术发展作出应有贡献。(向秋)

编辑:贺心群

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