比谷歌量子計算快一百億倍的量子計算原型機誕生了！
中國科學技術大學官方網站介紹，12月4日，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作，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。其速度比去年穀歌發佈的53個超導比特量子計算原型機“懸鈴木”快一百億倍。
這一成果使得我國成功達到了量子計算研究的第一個里程碑：量子計算優越性（國外也稱之為“量子霸權”）。
實現量子計算優越性
中科大潘建偉教授接受媒體採訪時表示：“在摩爾定律逼近極限的時代，在人們對算力需求指數級增長的時代，量子計算機必然會成為世界前沿的‘兵家必爭之地’。”
他介紹，最近美國公佈了量子計算領域的最新計劃，英國、歐盟、日本等國家也早有相應規劃，這次“九章”的成功研製，為中國牢固確立在國際量子計算研究中的第一方陣地位奠定了技術基礎。
量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力，可望通過特定算法在一些具有重大社會和經濟價值的問題方面（如密碼破譯、大數據優化、材料設計、藥物分析等）實現指數級別的加速。
根據新華社採訪解釋，中科大教授陸朝陽介紹，量子優越性像個門檻，是指當新生的量子計算原型機，在某個問題上的計算能力超過了最強的傳統計算機，就證明其未來有多方超越的可能。
2019年10月，美國谷歌公司推出53個量子比特的計算機“Sycamore懸鈴木”，對一個數學算法的計算只需200秒，而當時世界最快的IBM的超級計算機“Summit頂峰”需2天，實現了“量子優越性”。
在量子計算領域，國際同行公認有三個指標性的發展階段，目前仍處於“量子計算優越性”的第一階段。在這個階段，科學家還在努力嘗試各種方法，試圖更精準地操控更多數量的量子比特，從而獲得更為強大的計算能力。
量子計算產業化持續推進
雖然量子計算元年仍然無法精準預測，但根據公開報道，量子計算已經成為各國以及主要科技公司投入大量資源研究的必爭之地。
今年10月16日，中共中央政治局就量子科技研究和應用前景舉行第二十四次集體學習。會議指出，要找準我國量子科技發展的切入點和突破口，統籌基礎研究、前沿技術、工程技術研發，培育量子通信等戰略新興產業，搶佔量子科技國際競爭制高點，構築發展新優勢。
在量子計算領域，目前尚未有公司上市，但是中科大已經孵化培育了“本源量子”，這是由中科大郭光燦院士團隊成果轉化的企業。該企業被稱為國內第一家以量子計算機的研製、開發和應用為主營業務的初創型公司，上線了全球首個基於半導體量子芯片的量子計算雲平臺。2018年12月，本源量子推出完全自主知識產權的首款國產量子控制系統本源量子測控一體機。2020年9月，推出我國首個6比特超導量子計算雲平臺。
據新華社報道，本源量子正在研發下一代量子芯片，預計明年年底推出20比特的量子計算機，未來3年實現50-100比特的量子計算機。
此外，量旋科技也有所佈局。根據媒體報道，量旋科技成立於2018年，研發團隊目前有20人左右，由清華大學、中國科技大學、香港科技大學、南方科技大學、加拿大滑鐵盧大學等高校的科學家組成，首席科學家曾蓓教授在量子計算領域深耕超過20年。
據介紹，量旋科技是致力於量子計算的初創公司，專注於超導芯片量子計算機、桌面型核磁共振量子計算機以及量子計算相關軟件的自主研發和生產。目前，量旋科技已經推出了桌面型核磁共振量子計算機“雙子座”，以及可以鏈接多個量子計算體系的雲服務平臺“金牛座”。近日完成數千萬人民幣A輪融資，此輪融資將主要用於超導芯片量子計算機的研發與生產。
除了這些初創企業，阿里達摩院也專門設計了“量子實驗室”，該實驗室負責人是施堯耘，其畢業於北大與普林斯頓計算機專業，在密歇根大學安娜堡分校擔任教授。該實驗室目前已經開發了阿里雲量子開發平臺（ACQDP)，ACQDP在2020年10月的第一個公開版本提供了阿里巴巴量子實驗室自研的基於張量網絡收縮的通用量子電路模擬器，以及一系列在量子算法和量子糾錯碼模擬上的應用。
編輯：亞文輝
