量子计算机|陈根:量子计算,升级信息时代( 三 )


2020年8月 , 谷歌在量子计算机上模拟了迄今最大规模的化学反应 , 通过使用量子设备对分子电子能量进行Hartree-Fock计算 , 并通过变分量子本征求解来进行纠错处理完善其性能 , 进而实现对化学过程进行准确的计算预测 。 也就是说 , 谷歌已经进入研制量子计算机的第二阶段 。
除了谷歌外 , 2015年 , IBM也在《自然通讯》上发表了使用超导材料制成的量子芯片原型电路 。 2020年8月 , 实现了64位量子体积的量子计算机 , 量子体积是IBM提出的用于测量量子计算机的强大程度的一个性能指标 。 9月 , IBM发布了一份野心勃勃的路线图——在2023年年底 , IBM可以构建出1000 量子比特的量子硬件 。
英特尔则一直在研究多种量子位类型 , 包括超导量子位、硅自旋量子位等 。 2018年 , 英特尔成功设计、制造和交付49量子比特的超导量子计算测试芯片Tangle Lake , 算力等于5000颗8代i7 , 并且允许研究人员评估改善误差修正技术和模拟计算问题 。
我国亦在持续加码相关投入 , 可以说 , 对于中国而言 , 要想在科技上占据话语权 , 要想真正实现科技领域的超车 , 量子科学是非常关键的技术 。 根据“十四五”规划 , 当前 , 我国已将量子信息纳入国家战略科技力量和战略性新兴产业 , 加快布局量子计算、量子通信、神经芯片、DNA存储等前沿技术 , 加强信息科学与生命科学、材料等基础学科的交叉创新 。
我国在量子计算获得的突破和成就是显著的 。 2020年12月 , 中国首次宣称实现了量子计算优越性 。 中国科学团队制造了的名为“九章”的量子计算机 , 可以在几分钟内完成一个特定的计算 , 而世界上最强大的超级计算机需要20多亿年才能完成 。
不久前 , 中国又宣布成功研制113个光子的“九章二号”量子计算原型机 , 根据现已正式发表的最优经典算法理论 , “九章二号”处理高斯玻色取样的速度比目前最快的超级计算机快1024倍 。 同时 , 66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”实现超导体系“量子计算优越性” , 计算复杂度比谷歌“悬铃木”还提高了6个数量级 。
【量子计算机|陈根:量子计算,升级信息时代】尽管从实验室到现实仍有距离 , 但量子科学发展对人类文明带来的重构是毋庸置疑的 , 尤其是量子纠缠、多维空间以及时空穿梭的探索 , 当这些技术不断的被验证、被实现的时候 , 对当前所构建的物理学以及在当前物理学基础上所发展起来的科学认知观念都将被更新 。 就像太空探索一样 , 人们终将登上月球 。