【中國量子計算】快過Google 100億倍？ 中國量子電腦「九章」200秒做6億年嘢

中國實現量子計算機里程碑！中國科學技術大學4日宣佈，該校潘建偉、陸朝陽等研究團隊和中科院上海微系統所等機構共同研發的量子計算原型機「九章」，成功打破處理高斯玻色取樣任務的快速求解紀錄。其求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒，而當前最快的超級計算機日本「富岳」則需要用到6億年來完成。這項突破性的發明令中國成為繼美國之後，全球第二個實現「量子優越性」的國家。

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什麼是量子計算機、高斯玻色取樣？

量子計算機在原理上擁有超快的並行計算能力，可通過特定算法在具有重大社會和經濟價值的問題，包括大數據優化、藥物分析和密碼破解等，實現指數級別的加速。

與日常使用的電腦不同，電腦處理的信息在硬件電路都會轉換成1或0兩種狀態；而量子計算是利用量子的多重屬性：例如量子的角度、屬性、和其他量子的關係，一個量子可表達出萬倍以上狀態，更可在同一時間處理多項任務，計算能力遠超傳統電腦。

不過，量子電腦邁向實際應用，需經歷三個階段。首先，研究出類似「九章」這樣的「原型機」，利用有利於量子電腦發揮的任務，證明量子計算相對傳統數字計算有優越性；其次，發展出在特定領域可實際應用的量子電腦，這一步需要10-15年時間；最後，達到量子電腦在特定運用中，運算速度超過傳統電腦的目標。

「九章」的重點突破便是在「高斯玻色採樣」這一利於量子電腦發揮的任務中取得絕對優勢，證明了「量子計算優越性」。簡單來說，高斯玻色取樣可理解為：計算一道包含無數量子的光路射進干涉儀後，計算每個光路有多少出口，每個出口又能容納多少光子。

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同Google量子電腦各有優勢

根據當前最佳的經典算法，世界最快計算機「富岳」需要6億年處理高斯玻色取樣，而「九章」只需200秒，比「富岳」的速度快100萬億倍。與此同時，「九章」的計算速度比Google去年研發的「懸鈴木」快100億倍，更不像後者需要長期在低溫中運作，可適應更多環境。

但值得注意的是，Google研發的「懸鈴木」並未採用光子技術，直接對比有失公平。另一方面，中美兩國探索量子計算的方針也有區別，中國將重點放在量子加密通信；美國企業則大多瞄準量子技術商用化，謀求將技術接如現有網絡。但儘管如此，「九章」也是個「單項冠軍」，其超強計算能力，在圖論、機器學習和量子化學等領域具有相當潛在的應用價值。

「九章」的研究成果已發表在國際學術期刊《科學》雜誌上。《科學》審稿人將「九章」的成果評價為「一個最先進的實驗」（a state of the art experiment）和「一個重大成就」（a major achievement）。業內認為，「九章」的出色表現鞏固中國在國際量子計算研究中的第一方陣地位，為未來量子規模機奠定技術基礎。

Text by BusinessFocus Editorial