未来讲堂｜量子计算机研制成功

发布时间：2022-05-17 09:51

百年，坚忍无畏，改天换地；

十年，开拓创新，成就非凡；

问江山何以壮美如画卷？

民族梦想，伟大复兴，勇毅前行！

讲述：张宁提问：吴雨聪

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　　今天我为大家讲述的是，我国量子计算机研制成功。

　　2017年5月3日，科技界迎来了一个振奋人心的消息：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生！这台货真价实的“中国造”，标志着我国的量子计算机研究领域已迈入世界一流水平行列。

　　这么说，我们现在用的计算机，已经属于“早期经典计算机”了？老师，那量子计算机先进在哪儿呢？

　　量子计算机是利用量子相干叠加原理，理论上具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。如果把传统计算机比作自行车，量子计算机就好比飞机。使用亿亿次的“天河二号”超级计算机求解一个亿亿亿变量的方程组，所需时间为100年。而使用一台万亿次的量子计算机求解同一个方程组，仅需0.01秒。

　　这么厉害？！老师，是不是可以说，我们拿到了量子计算机世界杯的冠军？

　　我国关于量子计算研究的系列成果发表于国际权威学术期刊《自然·光子学》上，这家期刊审稿人表示“这意味着，中国科学家研制出了‘量子计算领域’的埃尼亚克”，他说的埃尼亚克，是世界第一台‘电子管’计算机。我国中科院院士潘建伟说，在量子计算基础研究领域，就计算能力而言，科学界有三个达成共识的指标性节点：第一步，超越首台经典计算机；第二步，超越商用CPU，CPU就是计算机中央处理器；第三步超越超级计算机。“目前我们实现的只是其中的第一步，但这一小步却是重要的一步。”

　　由于量子计算的巨大潜在价值，欧美各国都在积极整合各方面研究力量和资源，开展协同攻关，大型高科技公司也强势介入量子计算研究。这一赛道上竞争非常激烈，我们的科学家不曾停下脚步，2018年，成功研制出一套精简、高效的量子计算机控制系统，被命名为本源量子测控一体机；2020年，成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，求解数学算法高斯玻色取样只需200秒，而目前世界最快的超级计算机要用6亿年。这一突破使中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家；2021年，发布我国首款具有自主知识产权的量子计算机操作系统“本源司南”。

　　老师，量子计算机运算能力惊人，能创造什么价值，对我们有什么用呢？

　　量子计算机就像初生的婴儿，未来最终会长成什么样子，对整个科学界还是个未知数。但可以肯定的是，量子计算机计算能力极限的大幅提升，意味着量子计算机可以分析更多数据。比如，实现精准的天气预报，躲避飓风海啸；计算优化的出行线路，让城市减少堵车；识别有效的分子组合，降低药物的研发成本和周期；甚至可以用于探索太空，较快辨别可能存有生命体的行星；随着世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”2016年发射升空，我国量子通信、量子计算等核心技术飞速发展，一场新的量子革命已经到来，按照规划，到2030年左右，我们将建成一个全球化的广域量子通信网络。

　　同学们，面对变幻莫测的量子世界，从“被动观测”迈入“主动调控”，让我们期待着量子科技开启更美好的未来。

讲述：张宁