據(jù)媒體報(bào)道，微軟量子研究團(tuán)隊(duì)在創(chuàng)建可靠實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)方面取得了第一個(gè)里程碑。微軟高級(jí)量子開發(fā)副總裁Krysta Svore表示，10年內(nèi)就能達(dá)到公司量子計(jì)算路線圖的最后部分，也就是制造出量子超級(jí)計(jì)算機(jī)。
無(wú)獨(dú)有偶，近日，“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算總師朱曉波在接受新華社專訪時(shí)表示，大規(guī)模應(yīng)用的量子計(jì)算機(jī)到來(lái)，大約需要10到15年的時(shí)間。
(資料圖)
一位致力于量子計(jì)算機(jī)研發(fā)的專業(yè)人士告訴記者，微軟的“可靠量子計(jì)算機(jī)”在保證錯(cuò)誤率低于10的負(fù)12次方前提下每秒提供100萬(wàn)次可靠的量子操作（rQOPS）。這意味著，通過(guò)合適的“錯(cuò)誤緩解”等技術(shù)，在不糾錯(cuò)的情況下，大概幾百個(gè)量子比特即可在有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)勢(shì)，開啟通往有用量子計(jì)算的道路。
多位接受上證報(bào)采訪的業(yè)內(nèi)專家表示，在量子計(jì)算的研究和產(chǎn)業(yè)化上，美國(guó)的進(jìn)度領(lǐng)先全球，中國(guó)緊隨其后且近年來(lái)發(fā)展逐步加快。據(jù)悉，在超導(dǎo)量子、半導(dǎo)體量子、光量子等多條技術(shù)路線上，中國(guó)均有團(tuán)隊(duì)在跟進(jìn)研發(fā)。上述“祖沖之號(hào)”即為超導(dǎo)量子路線的代表，本源量子的“悟空”則走的是半導(dǎo)體量子技術(shù)路線。
10年內(nèi)造出量子超級(jí)計(jì)算機(jī)
微軟表示，它創(chuàng)建了一種衡量量子超級(jí)計(jì)算機(jī)性能的新指標(biāo)：每秒可靠量子操作（rQOPS），該數(shù)字描述了計(jì)算機(jī)在一秒鐘內(nèi)可以執(zhí)行多少個(gè)可靠操作。微軟認(rèn)為，一臺(tái)機(jī)器要有資格成為量子超級(jí)計(jì)算機(jī)，其rQOPS至少需要達(dá)到100萬(wàn)。此類機(jī)器可以達(dá)到10億rQOPS，從而真正實(shí)現(xiàn)通用。
一位致力于量子計(jì)算機(jī)研發(fā)的專業(yè)人士表示，微軟此次提出的“可靠量子機(jī)”是基于拓?fù)淞孔颖忍?，有望?shí)現(xiàn)高度穩(wěn)定和可靠的量子計(jì)算。這種“可靠量子機(jī)”在保證錯(cuò)誤率低于10的負(fù)12次方前提下每秒提供100萬(wàn)次可靠的量子操作（rQOPS），從而能真正實(shí)際解決問(wèn)題。
這意味著，通過(guò)合適的“錯(cuò)誤緩解”等技術(shù)，在不糾錯(cuò)的情況下，大概幾百個(gè)量子比特即可在有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)勢(shì)，開啟通往有用量子計(jì)算的道路。當(dāng)然，如果采用容錯(cuò)量子計(jì)算的技術(shù)路線，預(yù)期仍需要十萬(wàn)個(gè)量子比特才能實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)量子優(yōu)勢(shì)的通用量子計(jì)算。
“制造出大規(guī)模應(yīng)用的量子計(jì)算機(jī)，需要10-15年時(shí)間?！苯?，“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算總師朱曉波在接受新華社專訪時(shí)表示。
在量子計(jì)算機(jī)研發(fā)上，近期國(guó)際大公司紛紛宣布了計(jì)劃或新進(jìn)展。
谷歌表示，五年之內(nèi)，Google就會(huì)制造出來(lái)一款可用的量子計(jì)算機(jī)。這種量子計(jì)算機(jī)將在一些特定的任務(wù)測(cè)試中戰(zhàn)勝傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，并改善人工智能。IBM則宣布，計(jì)劃在今年內(nèi)向商業(yè)和研究機(jī)構(gòu)提供商業(yè)量子計(jì)算機(jī)；不過(guò)，需要注意的是，這些量子計(jì)算機(jī)不會(huì)帶來(lái)量子優(yōu)勢(shì)，即性能上不會(huì)超過(guò)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。
和谷歌一樣，IBM表示，未來(lái)幾年，他們可以達(dá)到“量子優(yōu)勢(shì)”的門檻。IBM研究副總裁Dario Gill說(shuō)：“我們正在到達(dá)這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻?！?/p>
在接下來(lái)的幾年中，IBM希望將這些機(jī)器能夠擴(kuò)展到50個(gè)量子位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)在通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供的5位量子機(jī)（免費(fèi)提供）。該公司認(rèn)為，在50個(gè)量子位的量級(jí)，量子計(jì)算機(jī)將比經(jīng)典計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能更好地處理一些特定任務(wù)。
中國(guó)在多條技術(shù)路線上結(jié)碩果
“中國(guó)必須研發(fā)出量子計(jì)算機(jī)，否則在下一代信息處理上會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后?！苯?，“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算總師朱曉波在接受新華社專訪時(shí)如此強(qiáng)調(diào)量子計(jì)算機(jī)研發(fā)的重要性。
對(duì)此，一位量子力學(xué)教授告訴記者，與IBM、谷歌等公司采用超導(dǎo)量子路線不同，國(guó)內(nèi)在量子計(jì)算機(jī)研發(fā)方面，超導(dǎo)量子計(jì)算平臺(tái)、半導(dǎo)體量子計(jì)算平臺(tái)、光量子計(jì)算平臺(tái)等多條路徑并進(jìn)。
朱曉波介紹，在光量子計(jì)算領(lǐng)域，我們（中國(guó)）屬于世界領(lǐng)先水平；而在超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域，我們處于世界第一方陣。
“祖沖之號(hào)”即為超導(dǎo)量子路線的代表。就在5月31日，176比特“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算云平臺(tái)上線，面向全球用戶開放，這刷新了我國(guó)云平臺(tái)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)比特?cái)?shù)紀(jì)錄。
朱曉波還透露，“祖沖之三號(hào)”已在調(diào)試，性能和比特?cái)?shù)目上都有比較大的提升，比“祖沖之二號(hào)”好很多，估計(jì)在幾個(gè)月或者不超過(guò)一年時(shí)間內(nèi)，會(huì)有新的結(jié)果發(fā)布。
記者了解到，在光量子計(jì)算領(lǐng)域，中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)發(fā)布了“九章”光量子計(jì)算原型機(jī)。在半導(dǎo)體技術(shù)路線上，本源量子打造了“悟空”量子計(jì)算機(jī)。
在6月5日于合肥舉行的2023年度長(zhǎng)三角地區(qū)主要領(lǐng)導(dǎo)座談會(huì)上，會(huì)上宣布，上海超級(jí)計(jì)算中心與本源量子計(jì)算科技（合肥）股份有限公司合作成立長(zhǎng)三角首個(gè)量超協(xié)同創(chuàng)新中心。據(jù)透露，本源量子（合肥）實(shí)驗(yàn)室正在為下個(gè)月發(fā)布的新型量子計(jì)算機(jī)“悟空”進(jìn)行最后的調(diào)試。
半導(dǎo)體技術(shù)路線也是國(guó)外巨頭看好的技術(shù)路徑之一。近日，英特爾（intel）就發(fā)布了一種在主流CMOS工藝技術(shù)上構(gòu)建的具有12個(gè)量子比特的量子芯片——Tunnel Falls。
指數(shù)級(jí)的加速效應(yīng)
朱曉波介紹，在某些問(wèn)題上，相較于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)確實(shí)具有指數(shù)級(jí)的加速效應(yīng)。
誘人的強(qiáng)大算力下，國(guó)際大公司正紛紛搶“鮮”嘗試。在接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)，國(guó)盾量子介紹，空客、大眾汽車、葛蘭素史克、高盛、摩根大通、?？松梨?、陶氏化學(xué)等知名企業(yè)也都在各自領(lǐng)域內(nèi)開展了量子計(jì)算應(yīng)用探索，發(fā)掘行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景與特定算法等。
國(guó)盾量子介紹，2020年開始，國(guó)盾量子開始提供操控量子比特的電子學(xué)設(shè)備等量子計(jì)算儀器設(shè)備，正式布局量子計(jì)算相關(guān)業(yè)務(wù)。目前，公司募投項(xiàng)目“量子計(jì)算原型機(jī)及云平臺(tái)研發(fā)項(xiàng)目”已結(jié)項(xiàng)，正對(duì)研制的兩臺(tái)高性能超導(dǎo)量子計(jì)算原型樣機(jī)進(jìn)行調(diào)試，開發(fā)量子計(jì)算云平臺(tái)，后續(xù)也會(huì)對(duì)外提供相關(guān)云服務(wù)。未來(lái)2至3年，公司會(huì)以量子計(jì)算、量子通信完善產(chǎn)品布局。
一些理論家認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)可能破解現(xiàn)在用于保護(hù)世界的私人數(shù)據(jù)的加密方法。研究人員認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)不僅可以加速機(jī)器學(xué)習(xí)的進(jìn)程，而且可以促進(jìn)新藥的開發(fā)，簡(jiǎn)化金融市場(chǎng)，甚至解決交通問(wèn)題等。
任正非就曾經(jīng)表示，現(xiàn)在超級(jí)計(jì)算機(jī)幾十萬(wàn)年破譯不了的密鑰，量子計(jì)算機(jī)幾秒鐘就破譯了。（因此）虛擬貨幣在量子計(jì)算機(jī)面前一文不值。
（文章來(lái)源：上海證券報(bào)）
