九章量子計算機算力

❶ 國產九章實現量子優越性，200秒達6億年運算，宇宙或是資料庫

不吃魚看新聞了：

據 新華社 消息：歷經20年，中國科學技術大學宣布該校潘建偉團隊成功構建76個光子的量子計算原型機「九章」！——使用200秒便完成了超算需要6億年的運算！

快到匪夷所思的速度，讓人抓狂的量子運算里，不禁有一個奇想：假如宇宙空間就是一個資料庫呢？

那麼什麼是量子？量子計算機又是什麼？

量子是現代物理的重要概念：【即一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的，並把最小單位稱為量子。量子一詞來自拉丁語quantus，意為「有多少」，在20世紀的前半期，初步建立了完整的量子力學理論，而量子力學視為理解和描述自然的基本理論，推動了 社會 發展的核能、激光、半導體等高 科技 。】

量子計算機是一種使用量子邏輯進行通用計算的裝置，提供比傳統計算機更強的算力支持。

谷歌稱其為「邁向全面量子計算的里程碑」。量子計算機的能力將以「雙指數速度」發展。所謂雙指數增長數量級不是按 2 的冪增長，而是按 2 的冪的冪增長：4，16，256，65536......跨度式的運算快得讓人心驚！

此次九章求解數學演算法高斯玻色取樣用了200秒對比目前世界最快的超級計算機需要6億年！（這是什麼概念，就好比進入了空間跳躍的飛船，一下子到了另一個星系，而時間是用秒計算的…）

對於製造量子計算機最困難的是必須極度低溫條件下工作保證量子比特不受外界環境影響，

而對比國外「懸鈴木」需要零下273.12 的運行環境，「九章」除了探測部分需要零下269.12 的環境外，其他部分可以在室溫下運行，技術的突破

不僅成為全球第二個實現「量子優越性」的國家，並且九章的速度更快 環境適應性更強。

那麼什麼是量子優越性？

量子運算200秒=地球最強超算1萬年，這便是量子優越性，即：量子計算機可以完成經典計算機無法做到的事情。

潘建偉介紹：【量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力，可望通過特定演算法在密碼破譯、大數據優化、天氣預報、材料設計、葯物分析等領域】

據悉：對於量子計算機的研發不僅難，而且消耗也是非常巨大的，每增加一個光子，電量的費用幾乎是成倍數增長，不是隨便一個國家能承擔得了的【計算40個光子時需要電費200萬元，41個光子需要400萬元，42個光子需要800萬元，推算下去將是天文數字。】

但是擁有了量子計算的飛躍式運算將帶來更多數據的分析和模擬，尤其在5G起步的今天，生活在大數據交互的 科技 社會 里，更快的運算和更高速的傳輸將帶來虛擬信息和現實的無縫融合。

最後，對於量子計算機有一個啟發性的奇想：

如果說有造物主的存在，那麼他們可能就在宇宙數據世界裡，那麼我們假設：那些無法被了解的量子領域里，是否就是「量子數字生命」…

生命的存在一定是生物形式嗎？如此強悍的大腦人卻只使用到10%，是被鎖區了？我們大膽的做一次反向思考：【人的邏輯意識是系統，大腦是CPU，身體是發動機，肢體是機械運動載體——這么解析之後，我們可以得出一個更大膽的猜想：當計算機的硬體運算能力接近大腦的性能時，人的意識系統可以移植過去，轉換成電子生命，或者就叫做「數字生命」，而浩瀚的宇宙空間恰好的-272 好像並不是為了生物生命而准備的，上億顆恆星就像能量球在供電，只是點亮宇宙也太浪費了。而且即使不死的生命也無法在裡面走到盡頭，更像一個無形的空間領域，裡面穿梭的是更高維度的邏輯意識…】

腦機或者可以成為入口…

❷ 中國量子計算原型機「九章」的算力究竟有多強

量子計算機是一種全新的基於量子理論的計算機。遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。量子計算機的概念源於對可逆計算機的研究。量子計算機應用的是量子比特，可以同時處在多個狀態，而不像傳統計算機那樣只能處於二進制狀態。

❸ 量子計算原型機「九章」問世了，這一突破意味著什麼

2月4日消息，本國科學家宣布構建了76個光子（量子比特）的量子測算原型機九章。禮儀之邦在量子通信園地的世界領先身份已是的，量子精打細算原型機的公布，把神州在量子精打細算圈子又進發有助於了一大步。該成果牢固確立了本國在國際量子匯算研究中的率先方陣地位，為奔頭兒落實可釜底抽薪領有重大實用價值問題的規模化量子模擬機奠定了技巧根基。另外，基於九章號量子籌算原型機的高斯玻色取樣演算法在圖論、機器學習、量子化學等領域兼具絕密行使，將是繼續上揚的重要方向。

我國的量子計算原型機，設計完成並投入到實驗當中，預示著在不遠的將來，在重要的科學領域以及一些其他領域當中，我們終於實現了彎道超車，終於不用再看別人的臉色，意味著我國的國力會更加強大，意味著我國的科學技術會更加先進，意味著我們將會迎接更美好的幸福生活，這一切的一切都是由科學界的這些專家們來實現完成的。

❹ 里程碑式突破！——潘建偉團隊解說「九章」量子計算機

新華社合肥12月4日電題：里程碑式突破！——潘建偉團隊解說「九章」量子計算機

在一個特定賽道上，200秒的「量子算力」，相當於目前「最強超算」6億年的計算能力！12月4日，《科學》雜志公布了中國「九章」的重大突破。

這台由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等學者研製的76個光子的量子計算原型機，推動全球量子計算的前沿研究達到一個新高度。盡管距離實際應用仍有漫漫長路，但成功實現了「量子計算優越性」的里程碑式突破。

（小標題）算力新高度 技術三優勢

「量子優越性」——橫亘在量子計算研究之路上的第一道難關。

這是一個科學術語：作為新生事物的量子計算機，一旦在某個問題上的計算能力超過了最強的傳統計算機，就證明了量子計算機的優越性，跨過了未來多方面超越傳統計算機的門檻。

去年9月，美國谷歌公司宣布研製出53個量子比特的計算機「懸鈴木」，對一個數學問題的計算只需200秒，而當時世界最快的超級計算機「頂峰」需要2天，因此他們在全球首次實現了「量子優越性」。

近期，中科大潘建偉團隊與中科院上海微系統與信息技術研究所、國家並行計算機工程技術研究中心合作，成功構建76個光子的量子計算原型機「九章」。

「取名『九章』，是為了紀念中國古代著名數學專著《九章算術》。」潘建偉說。

實驗顯示，「九章」對經典數學演算法高斯玻色取樣的計算速度，比目前世界最快的超算「富岳」快一百萬億倍，從而在全球第二個實現了「量子優越性」。

高斯玻色取樣是一個計算概率分布的演算法，可用於編碼和求解多種問題。當求解5000萬個樣本的高斯玻色取樣問題時，「九章」需200秒，而目前世界上最快的超級計算機「富岳」需6億年；當求解100億個樣本時，「九章」需10小時，「富岳」需1200億年。

潘建偉團隊表示，相比「懸鈴木」，「九章」有三大優勢：一是速度更快。雖然算的不是同一個數學問題，但與最快的超算等效比較，「九章」比「懸鈴木」快100億倍。二是環境適應性。「懸鈴木」需要零下273.12攝氏度的運行環境，而「九章」除了探測部分需要零下269.12攝氏度的環境外，其他部分可以在室溫下運行。三是彌補了技術漏洞。「懸鈴木」只有在小樣本的情況下快於超算，「九章」在小樣本和大樣本上均快於超算。

「打個比方，就是谷歌的機器短跑可以跑贏超算，長跑跑不贏；我們的機器短跑和長跑都能跑贏。」他們說。

（小標題）20年努力攻克三大技術難關

對於「九章」的突破，《科學》雜志審稿人評價這是「一個最先進的實驗」「一個重大成就」。

多位國際知名專家也給予高度評價。「這是量子領域的重大突破，朝著研製比傳統計算機更有優勢的量子設備邁出一大步！我相信成果背後付出了巨大的努力。」德國馬克斯·普朗克研究所所長伊格納西奧·西拉克說。

美國麻省理工學院教授德克·英格倫認為，這是「一項了不起的成就」「一個劃時代的成果」。

加拿大卡爾加里大學量子研究所所長巴里·桑德斯說，毫無疑問，這個實驗結果遠遠超出了傳統機器的模擬能力。

據了解，潘建偉團隊這次突破歷經了20年努力，從2001年開始組建實驗室，他們曾多次刷新量子糾纏數量的世界紀錄。「九章」的突破，主要攻克了三大技術難關：高品質量子光源、高精度鎖相技術、規模化干涉技術。

其中的高品質量子光源，是目前國際上唯一同時具備高效率、高全同性、高亮度和大規模擴展能力的量子光源。「比如說，我們每次喝下一口水很容易，但要每次喝下一個水分子非常困難。」中科大教授陸朝陽說，高品質光源要保證每次只「放出」1個光子，且每個光子要一模一樣，這是巨大挑戰。同時，鎖相精度要控制在10的負9次方以內，相當於傳輸一百公里距離，偏差不能超過一根頭發絲的直徑。

此外，為了核驗「九章」算得「准不準」，他們用超算同步驗證。「10個、20個光子的時候，結果都能對得上，到40個光子的時候超算就比較吃力了，而『九章』一直算到了76個光子。」陸朝陽說，另一方面，超算的耗電量太大，計算40個光子時需要電費200萬元，41個光子需要400萬元，42個光子需要800萬元，推算下去將是天文數字。

（小標題）「算力革命」躍馬人類未來

當前，量子計算已成為全球各國競相角逐的焦點。比如近期，歐盟宣布擬投資80億歐元，研究量子計算等新一代算力技術。

「量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力，可望通過特定演算法在密碼破譯、大數據優化、天氣預報、材料設計、葯物分析等領域，提供比傳統計算機更強的算力支持。」潘建偉說。

據了解，國際主流觀點認為，量子計算機的發展將有三個階段：

第一階段，研製50個到100個量子比特的專用量子計算機，實現「量子優越性」里程碑式突破。

第二階段，研製可操縱數百個量子比特的量子模擬機，解決一些超級計算機無法勝任、具有重大實用價值的問題，比如量子化學、新材料設計、優化演算法等。

第三階段，大幅提高量子比特的操縱精度、集成數量和容錯能力，研製可編程的通用量子計算原型機。

目前，「九章」還處在第一階段，但在圖論、機器學習、量子化學等領域具有潛在應用價值。

潘建偉團隊表示，「量子優越性」實驗並非一蹴而就的工作，而是更快的經典演算法和不斷提升的量子計算硬體之間的競爭，但最終量子計算機會產生傳統計算機無法企及的算力。下一步，他們將在光子、超導、冷原子等多條技術線路上推進研究。

❺ 200秒完成6億年工作，量子計算機「九章」到底有多牛

2020年的12月4日，中國科學技術大學宣布，量子計算原型機“九章”構建成功。對於“九章”，最近出現了很多相關的文章，但相信，大部分人對於“九章”還是半知不解的。最關鍵的一點就是，量子計算機“九章”到底牛在哪裡？

量子計算機再厲害，如果沒有應用場景就等於一切沒有意義。量子計算機雖然是量子領域的一個新項目，但大家千萬不要認為它離我們現實的生活很遠。事實上，量子計算機可以被應用在天氣預報、葯物研製、交通調度、保密通信、軍事等領域。

量子計算機必然會成為下一個高科技的拐點，當然，僅以現在的市場發展來說，一切都還僅僅是一個開始，量子計算機在技術及應用上還有一段很長的路程要走。

❻ 量子計算原型機"九章"問世，它究竟有多快

2020年12月4日，一項關於潘建偉團隊量子計算原型機「九章」問世的成果出現在《科學》雜志上，這意味著我國在量子計算機領域取得了里程碑式的發展。據悉這台量子計算原型機在處理高斯玻色取樣的速度方面比目前世界上最快的超級計算機「富岳」還要快一百萬億倍！

科學研究總是在繼續的，學如逆水行舟，不進則退，對於研究也是如此，而潘建偉團隊總是在行舟的路上不懈前進。從2017年，構建了世界首台超越早期經典計算機（ENIAC）的光量子計算原型機，到2019年，團隊進一步研製了國際最高性能單光子光源，再到如今量子計算原型機「九章」問世，遠超世界第一的超級計算機「富岳」，潘建偉團隊不斷在逆水行舟征途上積極進取，開拓創新，這值得我們後輩學習！

❼ 九章量子計算機每秒多少次

量子計算機九章：6億年計算，它只需200秒，超谷歌100億倍

「九章」的超高算力主要依靠的是其量子疊加態和量子並行運算。以兩個比特的系統為例，傳統計算機一次只能表示00/01/10/11中的一個，需要四次才可將其全部表示出來；而量子疊加態只需要一次，就可以完成傳統計算機的工作。因此量子計算機的算力得到了巨大的提升。以 「九章」為例，它由七十六個光子控制，其算力在2的76次冪級別，因此其計算能力遙遙領先傳統計算機。

量子並行運算與傳統並行運算不同。以穿越迷宮為例，在上萬條路中只有一條通向出口。傳統計算機像是一隻螞蟻，先選擇一條路一直走到死胡同再換一條，如此往復直至找到出口；而量子計算機像是一群螞蟻，它們分工明確，可以一次性包攬所有的路，從而快速找到出口。

近年來，中國在量子技術領域取得了一系列重大進展。2020年12月4日，《科學》雜志公布的中國「九章」計算機重大突破，讓世界矚目。這台由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等學者研製的76個光子的量子計算原型機「九章」，在谷歌「懸鈴木」計算機之後，再次成功實現了「量子計算優越性」的里程碑式突破。

❽ 中國量子計算原型機「九章」問世，這對我們國家有何意義

「九章」量子計算機的問世，確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位，為未來實現可解決具有重大實用價值問題的規模化量子模擬機奠定了技術基礎。

隨著計算能力的進一步提升，量子計算機將有望在密碼破譯、材料設計、葯物分析等具有實用價值的領域發揮重要作用。

根據目前最優的經典演算法，「九章」對於處理高斯玻色取樣的速度比目前世界排名第一的超級計算機「富岳」快一百萬億倍，等效地比谷歌去年發布的53比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍。

同時，通過高斯玻色取樣證明的量子計算優越性不依賴於樣本數量，克服了谷歌53比特隨機線路取樣實驗中量子優越性依賴於樣本數量的漏洞。「九章」輸出量子態空間規模達到了1030（「懸鈴木」輸出量子態空間規模是1016，目前全世界的存儲容量是1022）。

(8)九章量子計算機算力擴展閱讀：

潘建偉介紹，將實現量子計算優越性的這台量子原型機命名為「九章」，是為了紀念中國古代最早的數學專著《九章算術》。在「九章」量子原型機的基礎上，研究團隊將通過提高量子比特的操縱精度等一系列技術攻關，力爭盡早研製出可編程的通用量子計算原型機。

中國科學院院士、中國科學技術大學教授、潘建偉：希望能夠通過15年到20年的努力，能夠研製出通用的量子計算機，這樣的話它就可以來解決很多非常廣泛的問題了。比如包括密碼分析、氣象預報、葯物設計，探索物理學或者化學生物學裡面的一些復雜的問題。

❾ 實現「量子霸權」：了不起的「九章」計算機

近日，我國在量子計算領域取得了里程碑式的突破。中國科學技術大學宣稱該校學者潘建偉帶領的團隊成功構建了76個光子的量子計算原型機「九章」，實現了具有實用前景的「高斯玻色取樣」任務的快速求解。這一成果牢固確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位。

「九章」為何這么快？

「九章」的計算之快源於其計算形式。量子計算機與我們平時接觸到的普通計算機的計算形式不同。普通計算機通過電路的開與關來進行計算，單位信息比特只有1和0兩種形式，一些更復雜的運算操作則是通過多位信息的邏輯運算實現的。

而量子計算機使用粒子的狀態作為計算形式，由於粒子能夠同時處於多種狀態，因此量子計算機的單個比特可以承載更多的信息。在「九章」中使用的量子載體為光子，光子除了亮和滅兩種形態以外，還存在不同的偏振態，因此，一個光子能夠表達的不僅是0和1兩種狀態，含包括兩者組合疊加的多樣結果。粒子的使用使得量子計算機的運算速度能夠突破電路性能的限制，得到了極大程度的提升。

利用量子天然具備的疊加性，量子計算機得以施展並行計算的能力。隨著比特數的增加，信息的存儲量和運行速度將以指數形式增長，這是普通計算機難以企及的。

不過，需要明確的是，「九章」目前還不算是真正的「量子計算機」，而是「量子計算原型機」。此前潘建偉院士曾表示，通用量子計算機的問世可能還需要15-30年的時間。目前「九章」還不能進行通用運算，只能作為計算「高斯玻色采樣」的實驗設備，輔助傳統計算機進行運算。

據悉，「九章」初步將被應用於量子化學以及圖論中組合數學的研究中去，後續可能被用於機器學習的研究。「九章」的實際應用還需要更多更有效的 探索 。

「九章」的構建之路

目前，研製量子計算機已成為世界 科技 前沿的最大挑戰之一。潘建偉團隊一直在光量子信息處理方面處於國際領先水平。早在2017年，該團隊就聚焦於量子點光源，構建出了世界首台超越早期經典計算機的光量子計算原型機。

在2019年，該團隊又更進一步，在光子數和計算復雜度等關鍵指標上實驗大幅度提升，逼近「量子計算優越性」。而這次，潘建偉團隊通過自主研製同時具備高效率、高全同性、極高亮度和大規模擴展能力的量子光源，最終突破了光子效能的瓶頸，成功構建了「九章」。

在「九章」的構建之路上，該團隊經歷的困難遠超想像，該設備對鎖相精度的要求高達十的負九次方。團隊中的陸朝陽曾這樣描述他們遇到的難題，「我們需要50路光子同時通過20多米的光層，每一路都要保持25納米的精度，這相當於你讓50匹馬一起跑過100公里，必須同時到達，每匹馬的誤差，不能超過一根頭發絲。」這樣的形容充分說明了「九章」成果的來之不易。

值得一提的是，此次「九章」的研發團隊中有四位90後成員，期中年齡最小的一位成員1997年出生，這也讓我們切實地看到了「後浪」的力量。在這些年輕的新力量的推動下，建設世界 科技 強國，未來可期。

實現「量子霸權」

「九章」的成功研發也意味著我國實現了「量子霸權」。所謂量子霸權，也稱量子計算優越性，是指量子計算裝置在特定測試案例上表現出超越所有經典計算機的計算能力。實現量子霸權是量子計算發展的重要里程碑，這確立了我國在國際量子計算研究中的第一方陣地位。

量子計算機強大的並行運算能力，可以推動密碼破譯、材料設計、葯物分析等具有重大使用價值難題的解決，加速 科技 進步。量子計算機的未來是人類 科技 前進的一個方向，而「九章」的出現給予了中國引領世界發展的希望。

上一個聲稱實現量子霸權的是來自美國的谷歌公司，他們於2019年研發了使用53個量子比特的量子計算機「懸鈴木」。但與「懸鈴木」相比，「九章」有很大的超越。

首先，通過與最快的超級計算機的等效比較，「九章」的計算速度要比「懸鈴木」快一百億倍。除此之外，「九章」有著更強的環境適應性。「懸鈴木」對於運行環境有著很高的要求，需要在零下273.12攝氏度下運行，但「九章」只有探測部分需要低溫環境，其他部分在室溫環境下也可以運行。這意味著「九章」的使用更加便利，使用范圍也更廣。

還有重要的一點是，「九章」彌補了「懸鈴木」的技術漏洞。「懸鈴木」的運算速度與樣本數量有著緊密的練習，「懸鈴木」的運算速度只有在小樣本的情況下才優於超級計算機。而「九章」的運算能力不依賴於樣本數量，不管樣本多大，都能保持了優越的運算速度。這也是為何「九章」的出現能在世界范圍內引起如此大的轟動，許多外國科學家都對「九章」表示了肯定，並對發明團隊表達了敬意。

不過潘建偉也表示，「量子霸權就是碾壓一切」的觀點是錯誤的。他認為，「量子優越性實驗並不是一個一蹴而就的工作。而是更快的經典演算法和不斷提升的量子計算硬體之間的競爭,但最終量子並行性會產生經典計算機無法企及的算力。」