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太提气了!5 月 13 日晚上官宣大消息,新华社、央视双双重磅发布,潘建伟团队又

太提气了!5 月 13 日晚上官宣大消息,新华社、央视双双重磅发布,潘建伟团队又突破极限,“九章四号”量子计算原型机横空出世!

这不是一次普通的技术升级,而是人类量子计算史上的一次里程碑式跨越。先给大家看一个能让你瞬间头皮发麻的数字对比。"九章四号" 在执行高斯玻色取样任务时,生成一个样本只需要 25 微秒。25 微秒是什么概念?就是一眨眼的千分之一时间。

而同样的任务,交给目前世界上最强大的超级计算机 —— 美国的 El Capitan 来做,需要多久呢?答案是:超过 10 的 42 次方年。

这个数字大到已经超出了人类的想象范围。要知道,我们整个宇宙从大爆炸到现在,也才不过 138 亿年。也就是说,如果从宇宙诞生的那一刻开始就让这台全球最快的超算去算这道题,算到今天,连任务的零头都完成不了。

"九章四号" 的量子优势比达到了惊人的 10 的 54 次方倍。这个数字意味着,它比目前全球最快的超级计算机快了亿亿亿亿亿亿倍还多。这已经不是 "领先" 了,这是彻底的 "降维打击"。

那么,"九章四号" 到底强在哪里?它凭什么能做到这么快?这次最大的突破,在于中国科学家首次实现了对高达 3050 个光子的操纵和探测。

上一代 "九章三号" 在 2023 年问世时,只能操纵 255 个光子,当时已经震惊了全世界。而仅仅两年多时间,中国团队就把这个数字提升了 10 倍以上。

不要小看这 10 倍的提升。量子计算的算力不是线性增长的,而是指数级增长的。光子数每增加一个,计算能力就会翻一番。3050 个光子意味着它能同时处理的计算状态,比整个宇宙中的原子总数还要多得多。

除了光子数的突破,"九章四号" 还实现了另外两个关键指标的飞跃:1024 个量子压缩态输入和 8176 个模式运行能力。

用通俗的话来说,1024 个量子压缩态就像是这台量子计算机的 "高能燃料",为它提供了源源不断的计算动力。而 8176 个模式,则像是光子在计算网络中可以穿梭的 8176 条路径,组成了一个无比复杂的三维立体迷宫。

3050 个光子同时在这个拥有 8176 个出口的超级迷宫里穿梭、干涉、相互影响,每一个瞬间都在进行着海量的并行计算。这就是量子计算的神奇之处,也是它能碾压经典计算机的根本原因。

更了不起的是,这次中国科学家首创了 "可编程时空混合编码" 架构,完美解决了长期困扰光量子计算的光子损耗难题。过去,光量子计算要扩大规模,只能通过增加光学器件,导致设备越来越庞大,而且光子损耗也会越来越严重,最终限制了算力的提升。

而 "九章四号" 让光子在时间和空间两个维度上同时发生干涉,极大提升了整个网络的连通性,又兼顾控制了物理器件的规模。这一技术创新,为未来光量子计算的进一步发展开辟了全新的道路。

很多人可能会问:这么厉害的量子计算机,现在能用来做什么?是不是马上就能取代我们的电脑和手机了?

这里需要客观地说明一下,"九章四号" 目前还是一台专用量子模拟机,不是通用量子计算机。它最擅长解决的是 "高斯玻色采样" 这一特定的数学问题。

但这绝不意味着它没有实际价值。恰恰相反,它的应用前景非常广阔。短期来看,高斯玻色采样可以用于图像识别、图论计算、机器学习等领域。比如,科研团队已经用 "九章三号" 完成了稠密子图等图论问题的求解。而这些问题,正是人工智能、新药研发、材料设计等前沿方向的核心数学工具。

想象一下,未来我们可以用量子计算机在几天甚至几小时内,完成过去需要几十年才能完成的新药研发工作,这将给人类的医疗健康事业带来革命性的变化。

长期来看,"九章四号" 的成果为构建 "万亿量子模式的三维簇态" 和未来的 "容错光量子计算硬件" 提供了更多可能性。而纠错能力,正是未来通用量子计算机从 "原型机" 变成 "实用工具" 的关键。

1946 年,世界上第一台电子计算机 ENIAC 诞生时,重达 30 吨,占地 170 平方米,每秒只能进行 5000 次加法运算。当时很多人质疑,这么笨重又昂贵的机器到底有什么用。但谁也没有想到,正是这台看起来笨拙的机器,开启了人类的信息时代,彻底改变了我们的生活。

今天的 "九章四号",就像是 70 多年前的 ENIAC。它虽然还只是一台原型机,但它已经向我们展示了量子计算的无限可能。

这背后,是潘建伟、陆朝阳等一代又一代中国科学家的默默坚守和无私奉献。他们在安徽合肥的实验室里,日复一日地进行着精密的实验,攻克了一个又一个技术难关,终于让中国在量子计算这个前沿科技领域,站在了世界的最前列。

"九章四号" 的成功研制,不仅是中国科技的胜利,更是人类文明的一大步。它让我们看到了中国科技崛起的力量,也让我们对未来充满了无限的期待。