中國量子計算原型機九章問世 我國實現“量子計算優越性”里程碑

• 2020年12月4日 HuangJiang來源：互聯網 1387 91
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中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究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，構建了 76 個光子 100 個模式的量子計算原型機 “九章”，實現了具有實用前景的 “高斯玻色取樣”任務的快速求解。

12月3日消息 今日凌晨，中國科學技術大學宣布，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究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，構建了 76 個光子 100 個模式的量子計算原型機 “九章”，實現了具有實用前景的 “高斯玻色取樣”任務的快速求解。

據悉，根據現有理論，該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍(“九章”一分鐘完成的任務，超級計算機需要一億年)。等效地，其速度比去年谷歌發布的 53 個超導比特量子計算原型機“懸鈴木”快一百億倍。

中國科學技術大學表示，這一成果使得我國成功達到了量子計算研究的第一個里程碑：量子計算優越性(國外也稱之為 “量子霸權”)。相關論文于 12 月 4 日在線發表在國際學術期刊《科學》。

根據中研普華《2020-2025年中國量子計算行業市場全景調研與投資前景預測報告》分析：

近期，潘建偉團隊通過自主研制同時具備高效率、高全同性、極高亮度和大規模擴展能力的量子光源，同時滿足相位穩定、全連通隨機矩陣、波包重合度優于 99.5%、通過率優于 98% 的 100 模式干涉線路，相對光程 10-9 以內的鎖相精度，高效率 100 通道超導納米線單光子探測器，成功構建了 76 個光子 100 個模式的高斯玻色取樣量子計算原型機 “九章”。

根據目前最優的經典算法，“九章”對于處理高斯玻色取樣的速度比目前世界排名第一的超級計算機 “富岳”快一百萬億倍，等效地比谷歌去年發布的 53 比特量子計算原型機 “懸鈴木”快一百億倍。同時，通過高斯玻色取樣證明的量子計算優越性不依賴于樣本數量，克服了谷歌 53 比特隨機線路取樣實驗中量子優越性依賴于樣本數量的漏洞?！熬耪隆陛敵隽孔討B空間規模達到了 1030(“懸鈴木”輸出量子態空間規模是 1016，目前全世界的存儲容量是 1022)。

量子計算機在原理上具有超快的并行計算能力，可望通過特定算法在一些具有重大社會和經濟價值的問題方面(如密碼破譯、大數據優化、材料設計、藥物分析等)相比經典計算機實現指數級別的加速。該成果牢固確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位，為未來實現可解決具有重大實用價值問題的規?；孔幽M機奠定了技術基礎。

隨著越來越多的玩家深入到這個行業，量子計算將會在各個行業中有越來越多的應用，特別是那些傳統計算機被證明效率低下的一些情況下。量子計算的出現，為經典計算機算力的躍遷帶來可能，但是目前量子計算技術仍處于初級階段，距離解決工程規模的問題可能還需5-7年。預計，2027年，全球量子計算市場規模將達到107億美元。

在一些傳統行業，以現有人類科技的計算能力，所消耗的時間和成本巨大，如生物制藥、化工、能源等;還有另一些本身對計算能力要求較高達到科技行業，也將會是量子計算實現商用的領域。例如：搜索、數字安全。人工智能、機器學習等等。

當前量子計算元年無法預測，但是可以預見的是，在所有商業應用領域不存在偶然爆發的情況下，前5年的發展將非常平穩。生物醫藥和化工行業作為龐大的行業，在量子元年應用市場規模將占據大部分份額，隨著時間推移，搜索、機器學習和數字安全三個行業憑借本身對計算的直接需求，將以量子計算作為時代跳板，市場規模占比逐漸擴大，成為量子計算應用領域的主流。

想了解更詳實的中國量子計算行業分析請點擊中研普華出版的《2020-2025年中國量子計算行業市場全景調研與投資前景預測報告》

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