《科学》杂志公布中国“九章”计算机重大突破(图)

2020年12月4日，《科学》杂志宣布中国“九章”计算机取得重大突破。这款由中国科技大学潘建伟、卢朝阳等学者研发的76光子量子计算原型，仅需200秒即可解决“高斯玻色采样”问题。按照目前最好的经典算法估算，世界上最快的超级计算机（以下简称超级计算机）需要6亿年。200秒只是一瞬，6亿年已是沧桑。在谷歌的“Plananus”之后，我国成为世界上第二个实现“量子计算优越性”的国家。

原则上，量子计算机具有超快的并行计算能力。与经典计算机相比，量子计算机有望通过特定算法在一些具有重大社会和经济价值的问题上实现指数级加速。目前，量子计算机的发展已成为世界科技前沿的最大挑战之一，也是欧美发达国家竞争的焦点。

量子计算研究的第一个难点是实现“量子计算的优越性”。“量子计算的优越性就像一道门槛。它意味着当一台新的量子计算原型机在某个问题上拥有超过最强传统计算机的计算能力时，就证明它在很多方面都有超越的可能。未来。” 中国科学技术大学卢朝阳教授表示计算机原理教案下载，多年来，国际学术界高度关注并期待着这一里程碑式的转折点的到来。

2019 年 9 月，美国谷歌公司宣布开发 53 量子比特计算机“Platanus”。计算一道数学题只需要200秒。当时，世界上最快的超级计算机“峰值”计算需要2神，因此谷歌声称他们在世界上首次实现了量子优势。

所谓高斯玻色采样是一种计算概率分布的算法，可以用来编码和解决各种问题。实验表明，“九章”在高斯玻色采样上的计算速度比世界上最快的超级计算“富岳”快100万亿倍，也相当于谷歌的“Plananus”快100亿倍。

与《天王星》相比，潘建伟团队表示，《九章》有三大优势：一是速度更快。虽然计算不是同一个数学问题，但与最快的超级计算等价物相比，《九章》比《悬铃草》快100亿倍。二是环境适应性。“悬铃”需要负273.12摄氏度的运行环境，而“九章”检测部分需要负269.12摄氏度的环境，其他部分可以在室内温度。三是弥补技术漏洞。“Platanus”仅在小样本的情况下比超级计算更快，而“九章”

对于《九章》的突破，《科学》杂志评论家评论说：这是“最先进的实验”和“重大成就”。

潘建伟表示，这一成果确立了我国在国际量子计算研究中第一个方阵的地位，为今后实现能够解决具有重大实用价值问题的大规模量子模拟器奠定了技术基础。此外，基于“九章”量子计算原型的高斯玻色采样算法在图论、机器学习、量子化学等领域具有潜在应用计算机原理教案下载，将成为后续发展的重要方向。（记者卢成宽）