全球首臺量子電腦 產自大陸

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阿里巴巴集團旗下的阿里雲聯合中科院在上海成立一個「量子計算實驗室」,共同研製量子電腦。(CFP)

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中國國防科技大學研製的天河二號超級電腦系統。(新華社資料照片)

中國科學院3日宣佈在量子電腦研究上取得突破性進展,構建出世界上第一臺超越早期傳統電腦的量子電腦。中國科學技術大學教授潘建偉表示,計劃在2020年製造出超越目前最強大的超級電腦的量子電腦,實現「量子稱霸」。

量子計算具有巨大潛在價值,歐美各國一直積極研究,包括大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也都積極研究。潘建偉及同事陸朝陽、朱曉波等,聯合浙江大學王浩華教授研究組,在基於光子和超導體系的量子電腦研究已取得突破性進展。

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處理傳統電腦難題

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位於上海的中科院量子資訊和量子科技創新研究院實驗室內,3平方公尺的工作臺上,成百上千密密麻麻元件組成的量子電腦,表面看來和人們平日使用的電腦毫無相異之處。儘管這個量子「電腦嬰兒」運算速度還比不上一般人的普通,卻是量子電腦打敗傳統超級電腦過程中「非常重要的一大步」。

科學家說,在可預見的將來,量子電腦並不會替代人們桌上的電腦和口袋裡的手機,它更不是用來玩網路遊戲和發微信。量子電腦是用來處理一些傳統電腦的難問題。

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催生強大人工智慧

專家估計,一臺操縱50個微觀粒子的量子電腦,對「玻色取樣(是計算複雜度隨着粒子數的增加而指數增長的一類數學問題)」這類特定問題的處理能力,可秒殺目前最強大的超級電腦。若能操縱100個量子,計算能力可能比目前最強大的超級電腦快百億倍。若將來能夠做到1000個量子以上,科學家也許就可以研究意識是怎麼產生的,或許能催生強大到無法想像的人工智慧。

大陸科學家下一步目標是在今年年底實現大約20個量子比特(位元)的操縱,並致力於20個超導量子比特樣品的設計、製造和測試。到2020年希望能夠達到50個左右量子比特的操縱,就能研製實現「量子稱霸」的超導量子電腦。

潘建偉認爲,10年內做到100個量子比特的操縱沒有問題,它的計算能力可以達到現在全世界計算能力總合的百萬倍。

在20世紀40至70年代傳統電腦技術初步發展時期,基本上只有歐美少數國家的身影;在量子計算這新一輪科技浪潮中,大陸已經具備越來越強大的實力和研究成果,並領先全球。

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量子電腦

傳統電腦的性能成長越來越困難,探索全新物理原理的高性能計算技術的需求應運而生。科學家認爲,量子電腦會成爲未來科技的引擎,是打開無限可能性的鑰匙。一些經典演算法不可能完成的任務,量子演算法卻可以輕鬆搞定。如果將未來的量子電腦比作大學教授,今天所謂的超級電腦能力,甚至還比不上剛上幼兒園的小班兒童。

電腦的運算單位比特(位元)只有0和1兩種狀態,但量子電腦中可以處在0和1的疊加態上。如果操縱的量子數目增多,就會以指數級成長提升電腦的運算速度。現在傳統電腦的速度是自行車,量子電腦的速度就好比飛機。科學家預計,量子電腦將使人類的日常生活大爲改變。在公共安全領域,量子計算可以瞬間處理監控數據庫中60億人次的臉部圖片,並分辨出人的身分。(李鋅銅)

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