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【图解】中国首台光量子计算机两大突破的意义

发布时间:2020-12-29    来源:博发5207

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5月3日,中国科技大学教授、中国科学院院士潘建伟在上海宣布,中国科研团队顺利建设光量子计算机,首次展示了打破早期经典计算机的量子计算能力。据潘建伟透露,此次实验最重要的是构建两个突破。

首先,这是中国科研团队完成的世界上第一台打破早期经典计算机的光量子计算机。其次,它也是世界上数量最多的超导量子比特处理器。

这两个大突破背后有什么意义?量子计算机和传统计算机的区别是什么?而且,在双边计算领域,中国与其他国家相比实力如何?在当天的记者会上,潘建伟教授没有用PPT第15章进行说明。在解释量子计算机之前,我们应该先说一下量子矛盾和量子转换原理是什么。根据经典计算机的设计原理,科学家们从现有芯片的晶体管中以0和1的二进制数响应信息。

但是在量子力学的世界里,要表现出根据量子的物理性质可以同时对0和1做出反应的转换状态。处于转换状态的量子比特可以作为量子纠缠的现象相互联系。简而言之,一个量子比特的不道德会瞬间影响另一个量子比特。

根据量子比特的特殊性,著名物理学家理查德费曼首先明确提出了量子计算机。根据当时他的设想,如果使用子系统中包含的计算机模拟量子现象,计算时间可能会大幅增加。量子计算机的概念从此出现。

Feynman对量子计算机概念的说明中有一个经典的应用程序叙述,在5分钟内被拒绝在国会图书馆的一本书的一页上找到大写的“X”。因为那里有五千万本书但是,如果处于5000万个平行现实中,每个现实都能看到不同的书,那么在其中一个现实中就能找到这个“X”。在这个假设中,普通电脑在以前的情况下看起来像疯子的那个人需要在5分钟内找到尽可能多的书。(约翰肯尼迪,电脑名言) (约翰肯尼迪)量子电脑可以制造5000万个你。

每本书翻一遍就可以了。正是因为量子计算机起到了如此“神秘”的作用。

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除了中国在这一领域投入研究外,美国和欧洲的政府部门、大型科技公司和前沿实验室对双边计算表现出极大的兴趣。谷歌、IBM、微软等公司公布了各自的双边计算机研究计划。

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毫无疑问,谷歌仍然是量子计算领域的领头羊。此前,谷歌宣布今年将销售49量子比特的量子计算机。潘建伟团队的这次实验将中国的超导体系置于量子计算机研究中世界一流的行列。

首先,此次光量子计算机原型的采样率比与国际同行相似的实验至少慢24000倍。这与经典算法相比,比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10到100倍。

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