關於量子計算機，你知道的有多少？
日前，由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽研究團隊構建的76個光子的量子計算原型機"九章"成功問世，之所以取名九章，是為了紀念中國古代著名數學專著《九章算術》。
九章到底有多牛？
用一句話就能形容，在計算玻色採樣問題時，它花1分鐘，目前世界上最快的超算需要1億年，也直接碾壓了谷歌去年發布的53個超導比特量子計算機原型機"懸鈴木"，在速度上比它整整快了100億倍。
九章的問世也標誌著我國已經掌握了"量子霸權"，在量子科學領域，中國再一次實現彎道超車。這次美國真急了！
九章量子計算機到底牛在哪裡?
什麼是量子計算機？
顧名思義，量子計算機是以量子的狀態作為計算形式的計算機，與之相對應的，現在公眾使用的計算機被稱作經典計算機。
量子計算機與經典計算機的不同點在於計算方式不同，假設把經典計算機比作是蠟燭，那麼量子計算機就是電燈泡，二者的目的雖然都是為了發光，但是點亮方式不同、照明範圍也有差異，但是即使你不斷改良蠟燭，也永遠達不到電燈泡的效果。
目前，量子計算機使用的是原子、離子、光子等物理系統，不同類型的量子計算機使用不同的粒子，這次九章量子計算機使用的是光子。
那么九章的問世有什麼重大意義呢？
首先是在IT、計算機和數學領域，九章標誌著我國掌握了"量子優越性"，也就是量子霸權。
量子霸權是指在某個特定問題上量子計算機的計算能力遠超現有最強的經典計算機。比如在求解5000萬次高斯玻色採樣問題時，九章用200秒就可以解決，而用目前世界上最快的超級計算機日本"富岳"解決相同問題，它需要6億年。
其次，在實用性上，量子計算機也有廣闊的用途，如大數據優化、密碼破譯、材料設計等領域，都可以藉助量子計算機的超快的計算速度來獲得支持，並產生巨大的經濟價值，有科學家曾預言，在未來量子計算機會被廣泛使用，影響到生活的方方面面。
值得一提的是，量子計算在新藥研發領域也大有用處，現在研發每一種新藥都要投入巨額資金和大量時間，在新藥研發的前期工程極為複雜，需要對數億級別的化學物質和分子進行篩選，但是如果引入量子計算，則可以大大縮短新藥研發流程。
九章演示量子霸權，美軍急了！
美國CNN指出，如果有國家率先實現量子計算成熟化，那麼這個國家將在軍事領域具有超前能力。
量子產業聯盟創始人保羅·施蒂默斯面對九章的橫空出世，提醒美國應該產生危機感，"中國有一顆量子衛星，其他國家沒有，中國有一個量子通訊網絡，其他國家也沒有，現在中國有一個最先進的量子計算原型機，其他國家還是沒有。" 保羅·施蒂默斯說道。
美國《防務新聞》周刊網站也在九章問世的同一天發表題為《美國國防信息系統局開始密切關注抗量子加密能力》的文章，一名高級技術官員華萊士在文章中表示，美國國防信息系統局（DISA）必須要加強美國國防通信系統不受量子計算機攻擊的能力。
這次，看到我國九章的成功問世，美國這次真要急了，量子計算機已成為全球各國的兵家必爭之地。
美國不久前剛發布了一項國家戰略，以促進包括量子計算等領在內的關鍵新興技術的發展，由政府申請投資2.37億美元用於支持量子信息研究。歐盟也在近期宣布擬投資80億歐元，投入到量子計算的研發中去。
量子科學領域中國能中國彎道超車，背後有三大法寶
眾所周知，美國技術水平一直處於世界領先水平，甚至在某些領域對中國實施技術封鎖，去年9月，美國谷歌公司宣布成功研發"懸鈴木"量子計算機，引發科技界關注，當時僅花費幾分鐘時間就完成了經典計算機需要數萬年才能解決的數學問題。
但令美國沒有想到的是，僅過去一年，中國又一次實現了彎道超車，九章的計算速度比懸鈴木還要快一百多倍。
九章緣何能實現彎道超車，背後有兩三大因素。
第一個原因是，國家在量子計算機領域持續不斷的大手筆投入。
2018年開始，中國就開始在合肥、上海和北京等地籌建量子科學國家實驗室，全球最大的量子實驗室就坐落在合肥，占地達554畝。
九章之父——潘建偉研究團隊所在的中國科學技術大學在2018年已經獲得安徽省和上海市政府各10億元左右的啟動資金，國家長期投入將達到千億元人民幣。
第二個原因是中國擁有量子科學領域頂尖的科學家團隊。
很多人是在九章問世之後才第一次聽說潘建偉團隊，但實際上中國科學技術大學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，該團隊就已經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，2019 年，團隊研製了輸出複雜度相當於 48 個量子比特的希爾伯特態空間，逼近了量子霸權，所以說九章在今年問世是順理成章的事。
第三個重要因素是科技企業持續不斷地在量子科學領域的投入。
截止目前，京東、騰訊、華為和百度等科技巨頭都相繼成立了量子計算研究中心，為我國量子科學發展積累技術和人才。
值得一提的是，京東今年宣布投入巨資成立京東探索研究院，未來3年將在量子計算、AI、數據科學等6個領域的每個領域至少招募3位以上世界頂級的科學家加盟，同時鼓勵海內外青年科學家加入研究院，致力於將他們培養成為未來行業的領軍人物。
隨著九章的問世，在政府、企業共同努力之下，我們可以看到，在這場全球量子霸權爭奪戰中，中國已經從追趕者變成了領跑者。
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