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一直以來，我國都非常重視量子計算的發(fā)展。實際上，早在2017年，我國就已經(jīng)研發(fā)出了世界上第一臺超越早期經(jīng)典計算機的光量子計算機，由中國科學技術大學潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等，聯(lián)合浙江大學王浩華教授研究組等協(xié)同研發(fā)，標志著我國量子計算水平達到世界領先水平。 為什么我國一直重視在量子計算領域的投入呢？量子計算到底有什么魅力？ 從概念上來看，量子計算是一種遵循量子力學規(guī)律調控量子信息單元進行計算的新型計算模式。量子計算和傳統(tǒng)計算有一點相似的地方，那就是計算還是0和1來表達。不過，在量子計算中，一個量子比特可以處于0和1的疊加態(tài)，也就是說一個量子比特可以同時代表0和1。那么只需要對量子比特進行一次操作就相當于對0和1同時執(zhí)行了操作。并且，在傳統(tǒng)計算機中，2位寄存器同一時間僅能夠儲存4個二進制數(shù)（00、01、10、11）中的一個，而一個2位的量子位寄存器可同時存儲這四種狀態(tài)的疊加狀態(tài)。 疊加態(tài)讓量子計算實現(xiàn)了真正的并行計算。舉一個例子，量子計算可以同時處理10比特的數(shù)據(jù)，也就是一下子計算完2的10次方個數(shù)據(jù)，在傳統(tǒng)計算中，只能一個一個去計算。具備這樣的優(yōu)勢，那么一個1GHz的64位量子芯片的計算能力就可以達到“太湖之光”超級計算機的1500億倍。 量子計算不僅能夠大幅提升計算機的計算速度，同時也推動著算法的革新。目前，經(jīng)典計算機基本都是依靠RSA加密技術進行加密，而量子計算中的Shor因子分解算法能夠迅速找到質數(shù)因子，進而破解密鑰，使得RSA加密技術不堪一擊。量子計算將遵循全新的數(shù)據(jù)檢索方式，也就是Grover算法，該算法通過量子計算的并行能力，同時給整個數(shù)據(jù)庫做變換，可用最快的步驟顯示出需要的數(shù)據(jù)。 對于當前快速發(fā)展的人工智能產業(yè)而言，量子計算有望顛覆目前人工智能技術的底層計算架構，使得大數(shù)據(jù)運算不再是以特定算法中的特定方式來運算，而是具有隨機性，有望打造出真正通用的人工智能模型，進入強人工智能時代。 因此，如果量子計算全面普及，那么傳統(tǒng)計算機將徹底消失，進入“量子霸權”時代。量子霸權并不是一個政治詞匯，并不是說誰實現(xiàn)了量子計算就成為了時代的霸主。實際上，量子霸權在國內就叫上面提到的量子優(yōu)越性，指的量子計算機在某一項具體任務上真正打敗了傳統(tǒng)的經(jīng)典計算機。2020年12月，中國第一次實現(xiàn)了量子霸權。而在2019年，量子計算機原型“懸鈴木”曾用3分鐘完成超算需要計算1萬年的計算量，此次量子霸權的實現(xiàn)，讓“懸鈴木”一戰(zhàn)成名。 當前，在量子計算研究學者的圈子里，將擁有量子計算、量子通信、量子精密測量技術的世界稱之為量子世界，現(xiàn)在的世界便稱為經(jīng)典世界。這種說法無疑也證明了，量子計算對于現(xiàn)階段的計算機科學是一項顛覆性的技術，將會開啟全新的運算篇章。 |
