
舉個例子:
假設(shè)有一個黑盒子,左邊伸出1000根電線頭,右邊也伸出1000根電線頭,但其實只有1根電線是連通的,請問,你該如何找到這根連通的電線呢?
答案需要嘗試1000×1000次,也就是要100萬次才能找到答案。
但如果用量子計算機解決這個問題,就簡單多了。

△量子計算機的實際操作過程
剛剛我們說過,量子比特的存儲是所有可能的數(shù)字疊加在一起存儲的。那么從1到1000,其實就只是一組量子比特而已。也就是說,只需要一次計算,量子計算機就同時把所有的可能都考慮進去了。它可以一次性地找到那根連通的電線。通過并行計算,實現(xiàn)了100萬倍的效率提升。
這量子計算機到底怎么算,你看(mei)懂(kan)了(dong)嗎?
03
為何“九章”如此重要?
“九章”的問世是我國在量子科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的又一飛躍,它的意義是多方面的。

首先是在計算機、IT和數(shù)學(xué)領(lǐng)域,如實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”,在某個特定問題上的計算能力遠(yuǎn)超現(xiàn)有最強的傳統(tǒng)計算機。此外,它還可以通過量子計算機建立量子通信網(wǎng)絡(luò)和量子互聯(lián)網(wǎng)等。

其次,在實用性上,量子計算機有廣闊的空間和范圍,如密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計等,都可以獲得量子計算機的支持,從而解決重大的國計民生問題,并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟價值。正如有科學(xué)家預(yù)言,量子計算機會被廣泛使用,甚至每個人都可以使用。

同時,量子計算機的發(fā)展,會為人工智能加持,從而減少AI應(yīng)用方面的錯誤,并創(chuàng)造出允許早期診斷問題的智能系統(tǒng)。

值得一提的是,它還與藥物研發(fā)息息相關(guān)。如果運用量子計算機,只要其計算速度快過經(jīng)典計算機100~1000倍,就有可能讓篩選藥物前期分子的效率提高到90%以上,費用也更為減少。不過,能否獲得真正有效的藥物分子,還要看后期的生物實驗。
此外,量子計算機的快速運算還有平常卻廣泛的運用。例如,送貨車如何選擇最有效率的路線送貨,可以借助量子計算機的幫助。這也絕非“大材小用”。
04
量子計算離實用還有多遠(yuǎn)?
對于量子計算機的研究,本領(lǐng)域內(nèi)的國際同行公認(rèn)有三個指標(biāo)性的發(fā)展階段:
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第一階段,對于一些超級計算機無法解決的高復(fù)雜度特定問題實現(xiàn)高效求解,實現(xiàn)計算科學(xué)中“量子計算優(yōu)越性”的里程碑。
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第二階段,研制可相干操縱數(shù)百個量子比特的量子模擬機,用于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(xué)、新材料設(shè)計、優(yōu)化算法等)。
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第三階段,研制可編程的通用量子計算原型機。

經(jīng)典計算機從專用機發(fā)展到通用機,走過了幾十年歷程,現(xiàn)在的量子計算機就還處在最早期的專用機時代。就算是最快的“九章”,也只跨越了第一階段。但不可否認(rèn),“九章”的問世是一個巨大的鼓舞,未來可期。
量子時代,你期待嗎?
