全球首台量子电脑 产自大陆

阿里巴巴集团旗下的阿里云联合中科院在上海成立一个「量子计算实验室」,共同研制量子电脑。(CFP)

中国国防科技大学研制的天河二号超级电脑系统。(新华社资料照片)

中国科学院3日宣布在量子电脑研究上取得突破性进展,构建出世界上第一台超越早期传统电脑的量子电脑。中国科学技术大学教授潘建伟表示,计划在2020年制造出超越目前最强大的超级电脑的量子电脑,实现「量子称霸」。

量子计算具有巨大潜在价值,欧美各国一直积极研究,包括大型高科技公司如谷歌、微软、IBM等也都积极研究。潘建伟及同事陆朝阳、朱晓波等,联合浙江大学王浩华教授研究组,在基于光子和超导体系的量子电脑研究已取得突破性进展。

处理传统电脑难题

位于上海的中科院量子资讯和量子科技创新研究院实验室内,3平方公尺的工作台上,成百上千密密麻麻元件组成的量子电脑,表面看来和人们平日使用的电脑毫无相异之处。尽管这个量子「电脑婴儿」运算速度还比不上一般人的普通,却是量子电脑打败传统超级电脑过程中「非常重要的一大步」。

科学家说,在可预见的将来,量子电脑并不会替代人们桌上的电脑和口袋里的手机,它更不是用来玩网路游戏和发微信。量子电脑是用来处理一些传统电脑的难问题。

催生强大人工智慧

专家估计,一台操纵50个微观粒子的量子电脑,对「玻色取样(是计算复杂度随着粒子数的增加而指数增长的一类数学问题)」这类特定问题的处理能力,可秒杀目前最强大的超级电脑。若能操纵100个量子,计算能力可能比目前最强大的超级电脑快百亿倍。若将来能够做到1000个量子以上,科学家也许就可以研究意识是怎么产生的,或许能催生强大到无法想像的人工智慧。

大陆科学家下一步目标是在今年年底实现大约20个量子比特(位元)的操纵,并致力于20个超导量子比特样品的设计、制造和测试。到2020年希望能够达到50个左右量子比特的操纵,就能研制实现「量子称霸」的超导量子电脑。

潘建伟认为,10年内做到100个量子比特的操纵没有问题,它的计算能力可以达到现在全世界计算能力总合的百万倍。

在20世纪40至70年代传统电脑技术初步发展时期,基本上只有欧美少数国家的身影;在量子计算这新一轮科技浪潮中,大陆已经具备越来越强大的实力和研究成果,并领先全球。

小 灵 通

量子电脑

传统电脑的性能成长越来越困难,探索全新物理原理的高性能计算技术的需求应运而生。科学家认为,量子电脑会成为未来科技的引擎,是打开无限可能性的钥匙。一些经典演算法不可能完成的任务,量子演算法却可以轻松搞定。如果将未来的量子电脑比作大学教授,今天所谓的超级电脑能力,甚至还比不上刚上幼儿园的小班儿童。

电脑的运算单位比特(位元)只有0和1两种状态,但量子电脑中可以处在0和1的叠加态上。如果操纵的量子数目增多,就会以指数级成长提升电脑的运算速度。现在传统电脑的速度是自行车,量子电脑的速度就好比飞机。科学家预计,量子电脑将使人类的日常生活大为改变。在公共安全领域,量子计算可以瞬间处理监控数据库中60亿人次的脸部图片,并分辨出人的身分。(李锌铜)