量子計算機：中國構建的“九章”，速度比超級計算機快100萬億倍

中國的量子計算機

要說計算機領域最引人矚目的項目是什麼，那莫過於我國的量子計算機——九章了。在2020年時，我國成功構建了蘊含76個光量子的量子計算機，中國的科學家讓中國成功實現了“量子霸權”。

那麼量子計算機到底有什麼優勢，能讓全球爲之瘋狂？其中最主要的因素是快，目前已經造出來的量子計算機原型機九章，在運算速度上就已經超過了全球最快的超級計算機。根據研究九章計算機的團隊的說法，九章完成5000萬個高斯玻色取樣需要200秒，而當時最快的傳統結構超級計算機富悅，要完成這個過程需要6億年。從運算效果上看，九章比富嶽快了100萬億倍。

量子計算機的技術原理

當然，量子計算機和傳統計算機的運算方式很難對比，說它在速度上比超級計算機快100萬億倍是用了一種能讓大衆更容易理解的比喻。因爲量子計算的運算不是“算”，而是模擬，這在基本的運算原理上就和傳統結構計算機不同。

用個形象點的比喻，假如我們要算出丟100次硬幣會有多少個正面，傳統計算機是真的一次又一次的丟，然後把丟出正面的次數統計起來。而量子計算機是把100枚硬幣丟出去，然後算裡面有多少枚是正面。如果是計算一次“丟100次硬幣”，量子計算機在速度上並不能勝過傳統結構計算機多少。

但現在我們給這一切加上一個前提，不管是1枚硬幣還是100枚硬幣，兩種計算機都不需要去數，而是瞬間知道所有硬幣的正反面數量，或者是知道硬幣正反面數量的時間極短。到了這時候，我們要計算上百次次“丟100枚硬幣”，甚至是上千次、上億次呢？可以預見的是，隨着丟硬幣的次數越來越多，量子計算機的速度優勢被不斷累積起來，在速度上也越來越快。

所以量子計算機的速度是真的有些“量子物理”，它計算的東西越多，在速度上相較於傳統計算機就越快。它的計算速度可以是傳統計算機的2倍、1倍，甚至是比傳統計算機慢。但也可以是傳統計算機計算速度的100倍、100萬億倍乃至更高，而這一切取決於二者的計算量。

量子計算機的領先地位

目前中國在量子計算機領域絕對算第一梯隊，在中國之前，美國曾研究出了懸鈴木量子計算機。但懸鈴木不管是量子數量還是計算環境，都比不上九章。在量子數量上，九章是76個量子，而懸鈴木是53個。在環境上，懸鈴木需要用接近絕對零度的計算環境，但九章是常溫。

現在的我們已經能夠預見量子計算機的光輝未來，甚至有學者提出，等量子計算機真的投入實用，以它的算力足以構建起虛擬現實。到時候科研領域中的模擬運算將大行其道，整個人類將迎來又一次科技大爆炸。誰在量子計算機技術上快一步，在科研領域就能超越對手無數步。