量子计算机：中国构建的“九章”，速度比超级计算机快100万亿倍

中国的量子计算机

要说计算机领域最引人瞩目的项目是什么，那莫过于我国的量子计算机——九章了。在2020年时，我国成功构建了蕴含76个光量子的量子计算机，中国的科学家让中国成功实现了“量子霸权”。

那么量子计算机到底有什么优势，能让全球为之疯狂？其中最主要的因素是快，目前已经造出来的量子计算机原型机九章，在运算速度上就已经超过了全球最快的超级计算机。根据研究九章计算机的团队的说法，九章完成5000万个高斯玻色取样需要200秒，而当时最快的传统结构超级计算机富悦，要完成这个过程需要6亿年。从运算效果上看，九章比富岳快了100万亿倍。

量子计算机的技术原理

当然，量子计算机和传统计算机的运算方式很难对比，说它在速度上比超级计算机快100万亿倍是用了一种能让大众更容易理解的比喻。因为量子计算的运算不是“算”，而是模拟，这在基本的运算原理上就和传统结构计算机不同。

用个形象点的比喻，假如我们要算出丢100次硬币会有多少个正面，传统计算机是真的一次又一次的丢，然后把丢出正面的次数统计起来。而量子计算机是把100枚硬币丢出去，然后算里面有多少枚是正面。如果是计算一次“丢100次硬币”，量子计算机在速度上并不能胜过传统结构计算机多少。

但现在我们给这一切加上一个前提，不管是1枚硬币还是100枚硬币，两种计算机都不需要去数，而是瞬间知道所有硬币的正反面数量，或者是知道硬币正反面数量的时间极短。到了这时候，我们要计算上百次次“丢100枚硬币”，甚至是上千次、上亿次呢？可以预见的是，随着丢硬币的次数越来越多，量子计算机的速度优势被不断累积起来，在速度上也越来越快。

所以量子计算机的速度是真的有些“量子物理”，它计算的东西越多，在速度上相较于传统计算机就越快。它的计算速度可以是传统计算机的2倍、1倍，甚至是比传统计算机慢。但也可以是传统计算机计算速度的100倍、100万亿倍乃至更高，而这一切取决于二者的计算量。

量子计算机的领先地位

目前中国在量子计算机领域绝对算第一梯队，在中国之前，美国曾研究出了悬铃木量子计算机。但悬铃木不管是量子数量还是计算环境，都比不上九章。在量子数量上，九章是76个量子，而悬铃木是53个。在环境上，悬铃木需要用接近绝对零度的计算环境，但九章是常温。

现在的我们已经能够预见量子计算机的光辉未来，甚至有学者提出，等量子计算机真的投入实用，以它的算力足以构建起虚拟现实。到时候科研领域中的模拟运算将大行其道，整个人类将迎来又一次科技大爆炸。谁在量子计算机技术上快一步，在科研领域就能超越对手无数步。