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中科院技术突破,中国量子计算机技术领先
2022-10-08

近日,随着2022年诺贝儿物理学奖的颁布,量子纠缠又再度进入到大众视野当中。作为当下量子力学的重要组成部分之一,量子纠缠和量子比特一直以来都十分重要。虽然量子物理学离我们普通人很远,但是量子计算机却正在逐渐走进我们的视野当中。



根据中科院的消息,中科院在量子计算机方面取得了令人瞩目的进展,中国科学院物理研究所和北京凝聚态物理国家研究中心的量子计算团队Q03组和Sc05组的几名研究人员和工程师一起,构建出了超导量子计算云平台。并且这一超导量子计算云平台在2021年就上线了10比特一维布局的量子计算机芯片,可以提供给大众进行使用。

近期,中科院物理研究所和北京量子信息研究所、清华大学等单位合作,又将这一量子计算云平台进行了相关的升级,目前已经开展将ScQ升级为了量子云计算平台quafu。可以实现的python程序提交任务。

什么是量子计算机,和传统的电子计算机相比有什么优势

在了解本次中科院技术突破,量子计算机云平台实现多比特纠缠态的意义之前,首要要了解一下什么是量子计算机,量子计算机和传统的电子计算机相比又具有什么样的优势。



量子计算机是一种遵循量子力学运行规律实现高速数学、逻辑运算、储存以及处理量子信息的物理装置。量子计算机和传统的电子计算机相比,量子计算机在运行速度、处理信息的能力以及应用范围等多个方面都有极强的优势。最重要的是量子计算机处理的信息越多,对实施的运算也就越有利。

量子计算机与量子论以及量子纠缠、量子比特等概念有关,最早是由理查德提出的,但是一直处于理论研究的状态,直到2012年才开始具体有相关的技术出现。、

中国量子计算机技术领先,九章计算机世界第一

虽然在电子计算机领域,中国的技术相比世界顶尖水平还存在着一定的差距,芯片也总是因为缺少核心技术被卡脖子,但是在量子计算机和量子通讯领域,中国的技术却一直处于世界先进水平,在2020年制造出来的量子计算机九章也是世界第一。



2020年12月4日的时候,中国科技大学的潘建伟院士成功带领着他的团队制造出来了我国第一台量子计算机九章。九章计算机是由76个光子构建而成,也是当时全球范围之内所有量子计算机当中由最多光子数量构成的量子计算机。



九章量子计算机一经公布就在全球范围之内引起了轩然大波,之所以会出现这种情况,和九章量子计算机卓越的计算性能有着密不可分的联系。根据相关消息,九章量子计算机求解数学算法高斯波色取样只需要花费200秒的时间,而当时世界上计算速度最快的超级计算机富岳却需要六亿年的时间。与此同时,九章量子计算机的运算速度是悬铃木的一百亿倍,而且弥补了悬铃木依赖样本的缺陷。



在九章量子计算机问世之前,全球范围之内仅有美国的谷歌成功制造出了量子计算机,而且构成谷歌量子计算机的光子数量远远不如九章量子计算机。在九章量子计算机制造出来之后,我国成为了第二个制造出量子计算机的国家,而且九章量子计算机也成为了当时全球第一的量子计算机。

量子计算机云平台实现多比特纠缠态

量子计算机虽然发展迅速,而且计算性能十分优越,但是由于制造成本和使用成本,在短期时间之内很难被普通大众所使用。但是随着我国量子计算机云平台技术的不断发展,这一难题也在一定程度上得到了解决。



量子计算机云平台是指,通过互联网云计算的形式将量子计算资源提供给普通的使用者,使用者可以通过登录网页,利用国际通用的量子汇编语言或者是利用图形拖拽界面来达到直接构建量子线线路等方式将自己的量子计算需求和任务提交到实验室当中的量子计算机。在量子计算机完成相关的计算运行之后,再将相关的结果返回到使用者的手中。

这种利用互联网云计算的形式将量子计算资源提供给普通的使用者,能够有效的降低使用量子计算机的成本,而且还能够避免实验室当中的量子计算资源浪费。使用者可以通过这种方式来完成科研、教学以及测试等多种任务。



近期中科院物理研究所实现了量子计算云平台升级,则是让普通使用者能够通过更多种的方式提交计算任务,使得普通使用者使用量子计算资源更加方便快捷,同时也上线了更多的量子计算机芯片可以提供给大众使用。

可以说,这一量子计算机云平台将量子计算机技术从实验室拓展到了实际应用当中,让这份技术真正发挥出了应有的效果。对此你们是怎么看的呢?

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