九章量子計算機「中國九章量子計算機」

很多朋友對于九章量子計算機和中國九章量子計算機不太懂,今天就由小編來為大家分享,希望可以幫助到大家,下面一起來看看吧!
1量子計算機“九章”:比普通電腦快百億倍,傳統電腦會消失嗎12月4日,中國科學技術大學宣布,潘建偉團隊與中科院上海微系統所、國家并行計算機工程技術研究中心合作,成功構建出76個光子的量子計算原型機“九章”,求解數學算法的高斯玻色采樣問題,并在線發表論文《用光子使用量子計算優越性》,成功宣告中國成為獲得“量子優越性”的第二個國家,而“量子優越性”,還有另一個說法,叫做“量子霸權” 。也就是說中國是第二個擁有“量子霸權”的國家,僅次于美國 。
那么這個“量子霸權”到底有什么用呢?量子計算機能夠代替傳統計算機嗎?量子計算機到底是什么東西?
這是一類遵循量子力學規律,并可以進行高速數學和邏輯運算、存儲以及處理量子信息的物理裝置 。當某個裝備處理和計算的量子信息,運行的是量子算法時,它就是量子計算機 。和普通的計算機相比,你可以將它理解成用量子力學規律來進行高速運算的計算機,同時擁有運行速度快,處理信息能力較強,應用范圍較廣的特點 。
它的運行速度到底有多快呢?以這次潘建偉教授團隊研發的“九章”來說,九章這次解決的問題叫做“高斯玻色采樣” 。相信不少人都知道高爾頓釘板,它是由英國生物統計學家高爾頓設計,一個用來計算隨機概率的設施 。
在一塊釘板上,在相同距離釘上釘子,使所有的釘子彼此間的距離都保持相等,然后在正中間入口處放上玻璃球,小圓球在向下降落的過程中,碰到的釘子皆會以1/2的概率,向左或者向右滾動,然后再碰到下一層的釘子,繼續向左或者向右滾動,一直到滾到底板下面的位置 。
而高斯采樣就是將許許多多的小球,不斷放入,去研究它們最終會在底板每個格子出現的概率,即所謂的研究隨機現象的模型 。而玻色是什么呢?它是指量子計算機將小玻璃球換成各種玻色子,例如這次“九章”采用的就是光子,成功采取5000萬個樣本的研究數據 。
不要小看這個問題,如果我們采用的是傳統計算機來計算這個問題,那么普通計算機是需要上百億年才能成功計算出結果 。而如果采用的是目前世界上最快的超級計算機“富岳”來說,同樣也需要6億年的時間才能解答這個問題 。但“九章”呢?它僅僅只需要200秒的時間,就將所有樣本的輸出結果進行統計計算 。
速度到底有多快不用說明了吧 。如果不理解,我們再來說說美國 。2019年,谷歌發明的“懸鈴木”量子計算機,讓美國成為首個獲得“量子優越性”的國家 。這是一個采用53個量子比特的計算機,針對的是隨機線路取樣的問題 。這個問題簡單來說,就是一個人走到一個路口,有向左和向右的兩條道路,不管是向哪邊走,依舊會出現向左和向右的兩條岔路,以此去觀察最后的結果 。
對于這個問題,“懸鈴木”同樣只用200秒就完成100萬次的取樣,如果采用當時世界上最快的超算“頂峰”來說,需要2天半的時間才能計算出來 。值得一提的是,這次我們發明的“九章”,如果以計算速度而言,是要比谷歌的“懸鈴木”要快上100億倍 。
不過也只是按照理論來說,因為兩者面對的問題不同,兩者采用的量子比特不同,很難評價到底是誰的性能更好一些 。如此快速的計算能力,不難理解為什么各國要研究量子計算機了吧?
在未來世界,當人們解決量子計算機在邏輯計算的限制后,帶來的是難以想象的高效計算能力 。
但量子計算機太抽象,因此從很難被人們認可 。很多人就在疑惑一件事,量子計算機會不會取代傳統計算機,會不會以后我們打 游戲 、看視頻,都是用量子計算機來進行操作的 。對于這個問題,就目前來看是完全不可能的 。
因為量子計算機如今更多的職責,是解決那種人類和傳統計算機難以完成的高效運算和信息處理的問題 。但未來會怎么樣,目前其實還不好說,可能會取代也可能不會取代 。為什么這么說呢?
首先我們得理解,傳統計算機和量子計算機的差異性 。學過計算機知識的人都應該知道“比特”是什么,說的其實就是信息量單位,也就是二進制數字中的“位” 。二進制,是計算機最基本的工作原理,而每一個“0和1”都是一個“位” 。就比如32位計算機的CPU,說的就是和這個CPU一次最多只能處理32位數據 。

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