計(jì)算機(jī)革命！美遏華盯上量子


(資料圖)

美國(guó)總統(tǒng)拜登近日簽署行政令設(shè)立對(duì)外投資審查機(jī)制，限制美國(guó)主體投資中國(guó)半導(dǎo)體和微電子、量子信息技術(shù)和人工智能領(lǐng)域。分析認(rèn)為，美國(guó)限制海外投資以遏制中國(guó)發(fā)展量子技術(shù)的做法影響“有限”。

量子計(jì)算機(jī)將超越人工智能成為技術(shù)突破的前沿

說(shuō)起顛覆性技術(shù)，量子計(jì)算機(jī)就是當(dāng)下科技界的閃耀明星。何為量子計(jì)算機(jī)？簡(jiǎn)單地說(shuō)，當(dāng)某個(gè)裝置處理和計(jì)算的是量子信息，運(yùn)行的是量子算法時(shí)，它就屬于量子計(jì)算機(jī)。形象地說(shuō)，“在量子計(jì)算機(jī)面前，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)就像‘算盤’”。

著名物理學(xué)家加來(lái)道雄在《量子霸權(quán):量子計(jì)算機(jī)革命將如何改變一切》一書中指出量子計(jì)算的發(fā)展正處在重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

理論物理學(xué)家 加來(lái)道雄

我們經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)革命的三個(gè)基本階段。 第一階段是我們用棍子、石頭、杠桿、 齒輪、滑輪和繩子來(lái)進(jìn)行計(jì)算，這是第一個(gè)模擬階段； 然后就到了第二次世界大戰(zhàn)，那時(shí)我們開(kāi)始使用電、開(kāi)始使用晶體管。這引領(lǐng)我們走向了今天的微芯片和數(shù)字革命，我們現(xiàn)在在第二階段，也就是1和0比特和字節(jié)的階段。但是大自然會(huì)笑話我們， 因?yàn)榇笞匀徊⒉皇褂?和1的組合來(lái)計(jì)算， 而是通過(guò)電子、電子波、產(chǎn)生分子的波為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算的，這就是為什么我們現(xiàn)在要進(jìn)入第三階段。

加來(lái)道雄說(shuō)，想象一下一只老鼠在迷宮里。數(shù)字計(jì)算機(jī)會(huì)一個(gè)個(gè)計(jì)算出老鼠在每個(gè)分岔路口、迷宮中每個(gè)需要做決定的地方做出的不同選擇的路線方案，那要花很長(zhǎng)時(shí)間。而現(xiàn)在，量子計(jì)算機(jī)可以立即同時(shí)分析出所有可能的方案、所有可能的軌跡。這似乎違反人類的常識(shí)，人不能同時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)地方。但接受現(xiàn)實(shí)吧，在量子理論中，你可以同時(shí)出現(xiàn)在很多地方。這就是量子計(jì)算機(jī)的力量。

超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)算力驚人

2019年，來(lái)自谷歌的量子人工智能研究團(tuán)隊(duì)就研制出具有53個(gè)超導(dǎo)量子比特的量子計(jì)算機(jī)，并且展現(xiàn)出強(qiáng)大的運(yùn)算能力。在針對(duì)某個(gè)特定復(fù)雜計(jì)算任務(wù)的求解上，該款超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)只需要200秒就可以成功完成任務(wù)。而如果采用當(dāng)年世界上排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，則需要長(zhǎng)達(dá)一萬(wàn)年才能實(shí)現(xiàn)。

量子計(jì)算機(jī)核心部件是量子芯片

與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的核心部件CPU不同的是，量子計(jì)算機(jī)的核心部件是量子芯片（QPU）。由于量子計(jì)算體系尚處于初級(jí)階段，各國(guó)研究者需要投入大量精力的不僅僅是這些芯片，還包括驅(qū)動(dòng)這些芯片所需的基礎(chǔ)設(shè)施。

目前，量子計(jì)算機(jī)仍然處于從實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)向企業(yè)產(chǎn)品化的發(fā)展階段。

谷歌團(tuán)隊(duì)研究將超導(dǎo)量子計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)

2023年2月，谷歌的量子人工智能研究團(tuán)隊(duì)將原本只有53個(gè)量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)，擴(kuò)展至72個(gè)量子比特，并且成功驗(yàn)證了量子糾錯(cuò)方案的可行性。這也就意味著，人們距離未來(lái)真正實(shí)用化的量子計(jì)算機(jī)更近了一步。

日本首臺(tái)國(guó)產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)正式投入使用

日本共同社3月27日?qǐng)?bào)道，日本理化學(xué)研究所等研發(fā)的日本首臺(tái)國(guó)產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)當(dāng)天正式投入使用，與美國(guó)谷歌和IBM公司采用的技術(shù)一樣，日本首臺(tái)國(guó)產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)也是使用在極低溫下電阻為零的超導(dǎo)回路，制備用于計(jì)算的信息基本單位——量子比特。

中國(guó)成功研制“祖沖之二號(hào)” 運(yùn)算速度超前

2021年，中國(guó)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)——“祖沖之二號(hào)”上線。該款超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的量子比特?cái)?shù)目達(dá)到66個(gè)，并且在運(yùn)算速度方面比2019年谷歌發(fā)布的系統(tǒng)快接近一萬(wàn)倍。

5月31日，“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算云平臺(tái)正式上線，面向全球用戶開(kāi)放。今年6月，中國(guó)科學(xué)家宣布，其量子計(jì)算裝置“九章”能夠以比世界上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)快1.8億倍的速度執(zhí)行人工智能常用的部分任務(wù)。

中國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)51個(gè)超導(dǎo)量子比特簇態(tài)制備

近日，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)又成功研制出第一代商業(yè)級(jí)半導(dǎo)體量子芯片電路載板，該載板最大可支持6比特半導(dǎo)體量子芯片的封裝和測(cè)試需求，使得半導(dǎo)體量子芯片可更高效地與其他量子計(jì)算機(jī)關(guān)鍵核心部件交互聯(lián)通，將充分發(fā)揮半導(dǎo)體量子芯片的強(qiáng)大性能。

“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算總師 朱曉波

超導(dǎo)量子計(jì)算方向因?yàn)楣逃械囊恍﹥?yōu)勢(shì)，各國(guó)比較看重，可是說(shuō)是投入最多的一個(gè)領(lǐng)域。光量子計(jì)算領(lǐng)域我們屬于世界領(lǐng)先水平，在超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域，我們認(rèn)為我們處于世界第一方陣。

分析：美遏制中國(guó)發(fā)展量子技術(shù)的做法影響“有限”

量子計(jì)算技術(shù)是顛覆性技術(shù)，關(guān)系到未來(lái)發(fā)展的基礎(chǔ)計(jì)算能力。誰(shuí)先掌握了量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵核心技術(shù)，誰(shuí)就能占據(jù)量子信息時(shí)代的制高點(diǎn)。分析認(rèn)為，隨著中國(guó)推動(dòng)技術(shù)的本地化，美國(guó)限制海外投資以遏制中國(guó)發(fā)展量子技術(shù)的做法影響“有限”。

來(lái)源：CCTV4《今日亞洲》

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