什么是量子计算?
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2024-04-26
就公开的消息来说只有中国和美国有量子计算机。但是中国起步较晚。美国IBM和英特尔公司很早就着手研发并制造出量子芯片,进而推出量子计算机。
世界上量子技术最发达最先进的国家屈指可数,中,美,俄,日,欧盟。但根据现实的量子技术应用上,据披露的消息上,中国勇冠三军,拔得头筹。比如在量子通信上有“墨子”号通信卫星,有量子雷达,有量子计算机如九章。
第1名是日本的Fugaku(富岳),峰值性能为537212.00Tflops(Tflops为每秒万亿次浮点运算),持续性能则为442010.00Tflops。
第2名是美国的Summit(顶点),峰值性能为200794.90Tflops,持续性能则为148600.00Tflops。
第3名是美国的Sierra(山脊),峰值性能为125712.00Tflops,持续性能则为94640.00Tflops。
第4名是中国的“神威太湖之光”,峰值性能为125435.90Tflops,持续性能则为93014.60Tflops。
就公开的消息来说只有中国和美国有量子计算机。
但是中国起步较晚。
美国IBM和英特尔公司很早就着手研发并制造出量子芯片,进而推出量子计算机。
并且顶尖技术达到45个量子位。
而中国的潘建伟团队即使在2017年底也只能达到20个量子位的目标。
量子计算机是一种使用量子逻辑进行通用计算的装置。目前,世界上拥有制造量子计算机能力的国家有中国,美国,日本,英国,德国,加拿大。
但是中国起步较晚。
美国IBM和英特尔公司很早就着手研发并制造出量子芯片,进而推出量子计算机。
并且顶尖技术达到45个量子位。
而中国的潘建伟团队即使在2017年底也只能达到20个量子位的目标。
什么是量子? 量子就是微观世界中的粒子,当粒子之间相互作用所产生的力叫力学;把两者结合在一起就是一种量子力学现象,又可称量子纠缠或粒子纠缠。量子相互纠缠的两大亮点是快和不确定性。由于不确定性,科学家无法在粒子相互纠缠的交流下去控制它们的行为。将其研究应用到计算机加密传输技术上,可以杜绝网络安全问题。另外一个就是量子相互叠加速度极快,能够解决计算机运算缓慢。这就是量子时代的开始!
2017年5月初,中国科技大学潘教授宣布,中国构建成功世界首台经典超越版的单光子量子计算机。在科学界反响很大,讨论也风靡全球。笔者也为之振奋,因为我们国家终于在量子计算机的实验上也挤进了第一方阵。因为,同处该方阵的还有美国的谷歌、IBM、荷兰的Delft 技术大学等。
那么中国的量子计算机和美国的量子计算机,谁的性能更胜一筹?我们一起来看看密码学专家给出的数据分析:中国研究成功的量子计算机是10个量子比特芯片;谷歌在2015年研究成功的UCSB只有9个量子比特。前段时间,美国科技巨头IBM宣布,最新研制的20量子位的量子计算机问世!
量子计算机,正是中国、美国正在激烈角逐的“计算霸权”中最耀眼的一个领域!美国IBM、谷歌是目前相对领先的研制企业中较为知名的两个。如果美国IBM真的研究出20量子比特的量子计算机,那么在运算速度上,美国量子计算机将要遥遥领先中国。
量子计算机除了看速度,还需要看质量灵活性。因为量子相互之间的纠缠也有时间;就是说纠缠也有寿命,它的长短也是考评量子计算机的一个重要指标。我们大家来看一组数据:我们中国的量子计算机纠缠寿命在10.9μs至27.2μs之间,谷歌的UCSB在18.2μs至39.2μs之间,IBM的在20.4μs至44.4μs之间。经过数据对比,在灵活操作,美国要领先中国。
通过对速度和质量的分析对比,中美两国在量子计算机实验的进程中,美国已经领先中国。当今世界能够进入这类尖端科学超级俱乐部,都不是一般的国家。不过,科学前景是的,道也是曲折的。相信中国的科学家有能力反超美国,我们拭目以待
在量子科技领域,我国总体上处于世界一流水平和国际第一梯队。
分开来看:
1,量子通信方面:我国在量子通信的研究和应用方面,处于国际领先地位(可以说是世界第一)。比如,2016年8月16日,世界上首颗量子通信卫星“墨子号”发射升空。我国每年在量子通信方面的论文发表数量,也是居世界前列。
2,量子计算方面:我国在量子计算方面与发达国家处于同一水平线。比如,我国的量子计算原型机“九章”和量子计算机操作系统“本源司南”。值得一体的是,在量子计算机领域,我国是弯道超车,直接打破了美国在量子计算领域的霸权。
3,量子精明测量方面:我国在量子精密测量方面与美国等发达国家有一些差距,但是差距很小,而且我国在这方面也是发现迅速,相信不久就可以反超。