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中科院将上线量子比特云计算平台 公众可在线体验

2017-12-04 09:43 Alan A+

【PConline 资讯】12月3日,世界互联网大会先进科技成果发布会上,中科院量子信息与量子科技创新研究院教授陆朝阳表示,今年年底,将上线高精度十超导量子比特的云计算平台,公众可以在线体验量子计算。

以下是陆朝阳演讲全文:

大家好,非常荣幸在互联网大会向大家报告中国科学院在量子计算这个领域取得的一些基础性研究成果。我们知道,50多年以来摩尔定律一直见证着计算机的更新换代,之前每过18个月半导体晶体管的尺寸就会缩小一半。假如按照这个趋势继续发展,当它的尺寸接近原子级别的时候,电子的运动将不再遵守经典物理学规律,这个时候量子力学将起到主导作用。因此在后摩尔时代,计算机的形态会有什么样的变化,如何可持续地提升计算能力?这已经成为一个基础而重大的问题。

随着量子物理学的发展和实验能力的进步,我们物理学家现在已经可以在实验室自主地操纵微观世界的一些基本粒子,这些是组成物质和能量的基本单位。例如光的基本组成单位是一个一个的光子,物质的基本组成单位是原子,这些量子具有非常奇妙的特性,一个量子可以同时处于多种状态。比如说一个光子它可以同时处于乌镇和纽约,就如同孙悟空的“分身术”一样,在学术界这被称为“相干叠加”。多个量子还可以处于一种纠缠的状态,不管它们相距多么遥远,它们始终都保持着一种关联,这种关联也被爱因斯坦称之为“遥远地点之间的诡异互动”。

对量子物理学基本问题的研究给计算机科学带来了新的机会。用刚才的“相干叠加”,如果我们有四个量子比特,它就可以同时处于0000、0001-1111这16种状态。那么我们想像一下,如果我们能够精确地操纵50个量子比特,那我们的计算机就可以有2的50次方的状态同时存在,虽然50并不是一个特别大的数,但是2的50次方它等于10的15次,也就是大约1000万亿这么大的一个数。所以它能够通过一些特定算法的设计,来解决一些重要的特定问题,包括密码破译、大数据分析、人工智能等等。

举个例子,如果我们要来分解一个300位的大数,用现在的计算机需要15万年的时间,如果我们有万亿次的量子计算机,则只需要1秒钟。我们目前整个量子计算机的领域远远没有发展到这个水平,总体还处于基础研究的阶段。

中国科学技术大学潘建伟团队在光量子纠缠和量子计算领域一直保持国际领先地位。我们发展了同时具备高效率、高纯度和高全同性的单光子源,和超低损耗的光量子线路。对多个量子比特进行逻辑控制的一个重要的前提是能够把它们纠缠起来。

 

 

我们之前已经实现了10个光子的纠缠,并对重要的量子算法进行了系统的演示验证。在此基础上,2017年5月,我们发布了世界上首台超越早期经典计算机的光量子计算机。针对“玻色采样”问题,该原型机的处理速度比目前国际所有实验速度快至少24000倍,同时也第一次超过了人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机。同时,在超导体系,中国科大、浙江大学和我们物理所等合作团队研发了十比特超导量子比特的纠缠,并演示了求解线性方程组的量子算法。

今年年底,我们将上线高精度十超导量子比特的云计算平台,公众可以在线体验量子计算。最近,我们已经实现了18个光量子比特的超纠缠,进一步刷新了该领域的世界纪录。

来源:网易科技

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