量子计算机"九章"有多厉害，九章为什么这么厉害，能量产用在实际生活中吗

量子计算机"九章"有多厉害?

中国科技大学的潘建伟，陆朝阳和其他人建造了一台量子计算机器，拥有76个光子和100种模式。其“高斯玻色取样”的处理速度比最快的超级计算机“富岳”快100万亿倍。也就是说，超级计算机需要1亿年才能完成任务，而九章只需要1分钟。同时，“九章”相当于谷歌去年发布的53架超导Bit量子计算飞机的原型“悬铃木”快100亿倍。

“九章”上的每篇报道都会提到一个词“量子优越感”。有了“九章”，中国成为世界上第二个实现“量子优势”的国家，也奠定了其国际量子计算研究第一方阵的地位。

什么是「量子优势」?陆朝阳告诉我们：“如果量子计算原型机在某个问题上的计算能力超过了最强的传统计算机，那就证明了量子计算在未来有可能在很多方面超越。”

或者通俗点说。尽管该理论描绘的光明前景令人着迷，但量子计算仍需在现实中证明自己的实力。科学家选择了极其复杂的问题来测试量子计算，这样它就可以在实际应用中“展示它的肌肉”。证明“量子优越性”被认为是量子计算从理论到实践的一个“里程碑式的转折点”。

“我能行。”这是九章给出的答案。如果样本数增加到100亿，九章，只需要10个小时，而超级计算机需要1200亿年，而地球诞生后只需要46亿年。通过“九章”，量子计算的并行计算能力已经彻底粉碎了传统计算机。这叫“量子优越感”，因为差距太夸张了，“量子优越感”甚至被称为“量子霸权”。

为什么九章如此强大?

让我们来看看我们听过的九章算术：

《九章算术》内容丰富，总结了战国秦汉时期的数学成就。同时《九章算术》在数学上有其独特的成就，最早不仅提到了分数问题，一开始还记录了利润不足等问题。第《方程》章还在世界数学史上首次阐述了负数及其加减算法。是一部综合性的历史著作，是当时世界上最简洁有效的应用数学。它的出现标志着中国古代数学完整体系的形成

另一方面，量子计算，利用量子的自然叠加来显示并行计算的能力。“量子力学允许一个物体同时处于多种状态。0和1的同时存在，意味着可以同时完成很多任务，所以它具有超越计算机的计算能力。”中国科大，大学教授陆朝阳，说，每个量子位不仅可以表示0或1，还可以表示0和1乘以一个系数，然后叠加。系数不同，这种叠加的形式有很多可能性。

“目前的量子计算机器使用原子、离子、光子等物理系统。不同类型的量子计算机器使用不同的粒子。这个九章'使用光子。”袁岚峰说。

袁岚峰说，量子计算机器并不是在所有问题上都优于经典计算机，而只是在某些特定问题上，因为它为这些特定问题设计了高效的量子算法。"对于没有量子算法的问题，如最简单的加法、减法、乘法和除法，量子计算机器没有优势."

“九章”相当于76个量子位，而一般的量子计算机可能需要几千万个量子位。“过度预期会导致大量泡沫。”陆朝阳说：“我们普遍认为，一般的量子计算机器还需要15-20年的时间，每一台特殊的机器都是量子计算前进道路上的一块垫脚石。只有一步步走下去，一路产卵，才能保证量子计算领域的健康发展，避免‘量子冬天’的到来。”

量子计算机器离实用还有多远?

量子计算能不处理实际问题吗?答案是：可以。

“例如，因式分解，量子计算机是一种快速算法。因式分解的难度是目前最常用的密码体制RSA的基础，所以量子计算可以快速因式分解，也就是说可以快速破解密码。”袁岚峰说：“问题是现有的量子计算机器只能分解非常小的数字，不足以破解实用密码。因此，在实现量子优势后，下一个重要目标是创造一台超越经典计算机的量子计算机器来解决一个实际问题。”

“火车刚发明的时候，连马车的速度都跟不上;飞机刚发明的时候，只能在天上飞1分钟;当量子计算机器首次被发明时，计算过程不可能持续几分钟。”袁岚峰说，随着量子计算今天的发展，我们开发的“九章”不仅快速稳定，而且具有潜在的应用价值。“不管量子计算现在有多初级，总有一天，它会像过去的火车和飞机一样，一步一步向我们走来。也许在未来，我们可以利用光学实现一个真正强大的量子计算机器，也就是一个可以处理许多实际问题的可编程量子计算机器。”

量子计算离我们的共同应用还有多远?

基本量子计算的发展分为三个阶段，现在第一阶段已经完成。

第一阶段是谷歌，实现的量子霸权，即针对一些特殊问题，建造一台比目前计算机更快的量子计算机，高效地解决一些超级计算机无法解决的高度复杂的具体问题，实现计算科学中“量子计算superience”的里程碑。在第二阶段，我们希望实现一个数百个量子比特的专用量子模拟器，用于高温超导机制和特殊材料设计等问题。第三阶段是努力打造可编程通用量子计算机。

当量子霸权这个词的发明者约翰普雷斯基尔(John Preskil)在2012年提出量子霸权的概念时，他问自己大规模的量子计算是非常非常困难还是难以置信的困难。前者意味着还有几十年，后者意味着可能需要几个世纪。今天，中国《九章》的重大突破应该给出答案。

科学的最高志向一直是简单性和普遍性。在未来，我们将结合量子计算，人工智能和区块链。也许我们人类真的可以繁殖新的物种。我相信未来的世界属于量子生命，让我们一起期待吧。

量子计算机"九章"有多厉害，看完你就知道了。量子计算概念可以关注。