中国量子计算，比超算快千万倍

文｜陈根

“遇事不决，量子力学”这本是一句网络流行梗，用以调侃那些无法解释清楚的问题。与之相对应的还有“风格跳跃，虚拟世界；不懂配色，赛博朋克”。不过调侃归调侃，量子技术确实在不断发展，量子计算机也离我们越来越近。

目前，量子计算已被认为可能是下一代信息革命的关键技术。在传统计算机中，比特只能同时存在“0”或者“1”的其中一种状态，但是在量子计算机的量子比特中，“0”和“1”其实是可以同时存在的。这就意味着，量子计算机可以用更少的量子比特存储下更多的数据，研制量子计算机也成为世界科技前沿重大挑战。

2019年，谷歌54量子位的Sycamore处理器成为全球第一颗实现“量子优势”的处理器；2020年，我国科学家潘建伟团队成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，使中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。今年以来，潘建伟团队进行了一系列概念和技术创新，于近期成功研制出“九章二号”。

“九章二号”的算力实现巨大提升。根据目前已发表的最优经典算法，“九章二号”求解高斯玻色取样问题的处理速度，比全球最快的超级计算机快亿亿亿倍，比“九章”快100亿倍。“九章二号”1毫秒可算出的问题，全球“最快超算”需30万亿年。

构建量子计算机的物理系统包括光子、量子点、离子阱、超导体、冷原子、钻石色心、核磁共振等。当今主流的三大技术体系是“超导量子”、“光量子”和“离子阱”。“九章”属于“光量子”物理系统。

值得一提的是，我国的超导量子计算研究团队经过研究攻关，构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”，走上了超导技术路线，实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解。

可以说，在超导量子和光量子两种系统的量子计算方面取得的重要进展，使我国成为目前世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。