快一百萬億倍！中國科學家實現「量子計算優越性」里程碑

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阿聞

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[兩岸新聞評論] 快一百萬億倍！中國科學家實現「量子計算優越性」里程碑

#1

發表於 2020-12-4 11:49 AM

[隱藏]

日期:12月4日，國際頂尖雜誌《Science》刊發了中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊的一項重磅研究成果，讓我們一起來看看吧！
　　中國科學家實現「量子計算優越性」里程碑

　　中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作，構建了76個光子100個模式的量子計算原型機「九章」，實現了具有實用前景的「高斯玻色取樣」任務的快速求解。

　　根據現有理論，該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍（「九章」一分鐘完成的任務，超級計算機需要一億年），等效地，其速度比去年穀歌發佈的53個超導比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍。

　　這一成果使得我國成功達到了量子計算研究的第一個裡程碑：量子計算優越性（國外也稱之為「量子霸權」）。相關論文於12月4日在線發表在國際學術期刊《科學》。

　　量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力，可望通過特定演算法在一些具有重大社會和經濟價值的問題方面（如密碼破譯、大數據優化、材料設計、藥物分析等）相比經典計算機實現指數級別的加速。當前，研製量子計算機已成為世界科技前沿的最大挑戰之一，成為歐美各發達國家角逐的焦點。對於量子計算機的研究，本領域的國際同行公認有三個指標性的發展階段：

　　第一階段

　　發展具備50-100個量子比特的高精度專用量子計算機，對於一些超級計算機無法解決的高複雜度特定問題實現高效求解，實現計算科學中「量子計算優越性」的里程碑。

　　第二階段

　　通過對規模化多體量子體系的精確製備、操控與探測，研製可相干操縱數百個量子比特的量子模擬機，用於解決若干超級計算機無法勝任的具有重大實用價值的問題（如量子化學、新材料設計、優化演算法等）。

　　第三階段

　　通過積累在專用量子計算與模擬機的研製過程中發展起來的各種技術，提高量子比特的操縱精度使之達到能超越量子計算苛刻的容錯閾值（>99.9%），大幅度提高可集成的量子比特數目（百萬量級），實現容錯量子邏輯門，研製可編程的通用量子計算原型機。

　　潘建偉團隊一直在光量子信息處理方面處於國際領先水平。2017年，該團隊構建了世界首台超越早期經典計算機（ENIAC）的光量子計算原型機。2019年，團隊進一步研製了確定性偏振、高純度、高全同性和高效率的國際最高性能單光子源，實現了20光子輸入60模式干涉線路的玻色取樣，輸出複雜度相當於48個量子比特的希爾伯特態空間，逼近了「量子計算優越性」。

　　近期，該團隊通過自主研製同時具備高效率、高全同性、極高亮度和大規模擴展能力的量子光源，同時滿足相位穩定、全連通隨機矩陣、波包重合度優於99.5%、通過率優於98%的100模式干涉線路，相對光程10-9以內的鎖相精度，高效率100通道超導納米線單光子探測器，成功構建了76個光子100個模式的高斯玻色取樣量子計算原型機「九章」（命名為「九章」是為了紀念中國古代最早的數學專著《九章算術》）。

　　根據目前最優的經典演算法，「九章」對於處理高斯玻色取樣的速度比目前世界排名第一的超級計算機「富岳」快一百萬億倍，等效地比谷歌去年發佈的53比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍。同時，通過高斯玻色取樣證明的量子計算優越性不依賴於樣本數量，克服了谷歌53比特隨機線路取樣實驗中量子優越性依賴於樣本數量的漏洞。「九章」輸出量子態空間規模達到了1030（「懸鈴木」輸出量子態空間規模是1016，目前全世界的存儲容量是1022）。

　　該成果牢固確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位，為未來實現可解決具有重大實用價值問題的規模化量子模擬機奠定了技術基礎。此外，基於「九章號」量子計算原型機的高斯玻色取樣演算法在圖論、機器學習、量子化學等領域具有潛在應用，將是後續發展的重要方向。

　　《科學》雜誌審稿人評價該工作是「一個最先進的實驗」（a
state-of-the-art experiment），「一個重大成就」（a major
achievement）。研究人員希望這個工作能夠激發更多的經典演算法模擬方面的工作，也預計將來會有提升的空間。量子優越性實驗並不是一個一蹴而就的工作，而是更快的經典演算法和不斷提升的量子計算硬體之間的競爭，但最終量子並行性會產生經典計算機無法企及的算力。

=====

論文鏈接：

https://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.abe8770

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量子電腦的時代將會來臨!

新聞來源連結:
https://news.sina.com.tw/article/20201204/37059596.html

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阿聞 Golden Member 帖子 37842 積分 38574 註冊時間 2014-1-18 發短消息加為好友	#2 樓主發表於 2020-12-4 12:32 PM 只看該作者大中小繁簡中國加油!
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andonlyu

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#3

發表於 2020-12-4 01:09 PM

根據現有理論，該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍（「九章」一分鐘完成的任務，超級計算機需要一億年），等效地，其速度比去年穀歌發佈的53個超導比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍。

如果可以破解bitcoin條key的話....

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Zzlaz

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#4

發表於 2020-12-4 01:18 PM

引用:

原帖由 andonlyu 於 2020-12-4 01:09 PM 發表

根據現有理論，該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍（「九章」一分鐘完成的任務，超級計算機需要一億年），等效地，其速度比去年穀歌發佈的53個超導比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍。

如果可以破解bitcoin條key的話....

如果你有呢個能力你應該先攻破銀行系統同信用卡系統先

2147483647

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hk5234 Silver Member 帖子 11763 積分 10103 註冊時間 2010-2-24 發短消息加為好友	#5 發表於 2020-12-5 06:15 PM 只看該作者大中小繁簡 [按此打開] [隱藏] 很好光復黑暴🧟‍♂️時代垃圾🗑 五大訴求🖐雙手放頭🙆‍♀️ 全部上鎖🔒缺一不可🙅‍♀️
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