又一“中国名片”诞生:量子计算机比美国快100万倍,领跑世界!


又一“中国名片”诞生:量子计算机比美国快100万倍,领跑世界!
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当前 , 在全球科技竞赛中 , 大众的目光都聚焦于各国在5G领域的技术博弈 , 但5G技术并非是影响未来科技和经济发展的唯一技术 。 实际上世界各国在人工智能、量子计算、半导体和无人驾驶领域也正展开激烈竞争 。
就拿被比作算力领域“5G”的量子计算来说 , 已经被诸国视为科技PK的“必争之地”:欧盟投入11.6亿美元实施量子旗舰计划、印度计划5年内投资10亿美元用于量子计算研究、日本计划10年内在量子计算领域投资3.6亿美元、英国投入2.5亿美元在牛津大学等高校建立量子研究中心培养人才……
那么一向在全球科技竞赛中保持领先地位的中国和美国 , 双方关于“量子技术”的比拼 , 谁更胜一筹?
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1900年 , 德国物理学家M·普朗克提出了现代物理学的重要概念——量子 , 这个词来自拉丁语quantus , 意为“有多少” , 代表“相当数量的某物质” 。 120年后 , 人类已经进入量子时代 , 基于量子规律的新技术不断涌现 , 其中最引人注目的就是量子卫星、量子通讯、量子计算机的出现 , 可以说 , 量子技术是现代科学最前沿、处于金字塔尖的应用研究 。
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具体来看 , 目前占优的一方:量子计算领域美国领先 , 量子通信领域中国领先 。
据日本经济新闻社出资的Astamuse统计 , 2014~2018年 , 美国在量子计算机领域的研究论文数量为1948篇 , 排在世界第1位;中国为1495篇 , 排在第2位;依次往下排名是德国、英国和日本 。
【又一“中国名片”诞生:量子计算机比美国快100万倍,领跑世界!】何为量子计算?先讲讲经典计算机 , 其存储的信息单位是bit(比特) , 比特使用二进制 , 也就是说一个比特表示的不是“0”就是“1” 。 打个比方 , 经典计算机中的一个比特是“开关” , 只有开和关两个状态 , 而量子比特是“旋钮” , 就像收音机上调频的旋钮 , 拥有无穷的多个状态 。
因此 , 量子计算机的特性就是神速 , 举个例子 , 世界最强的超级计算机是神威·太湖之光 , 运算速度是每秒9.3亿亿次;而一台50量子比特的运算速度达到每秒1125亿亿次 , 瞬间秒杀 。 也就是说 , 量子计算可以快速解决一些传统机器无法解决的计算问题 , 但这也意味着分分钟就能破解传统的加密技术 。
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据波士顿咨询发布一份报告预测 , 在不考虑量子纠错算法的进展情况下 , 2035年全球量子计算应用市场规模将达到近20亿美元 , 2050年达到2600亿美元;若量子计算技术迭代速度超出预期 , 2035年市场规模可突破600亿美元 , 2050年则有望飙升至2950亿美元 。
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正因量子计算机有很多经典计算机所无法比拟的优点 , 以及投资前景良好 , 谷歌、IBM、英特尔等科技巨头都已纷纷入局 , 抢夺高地 。 目前在超导量子计算方面 , 中国的中科院量子信息和量子科技创新研究院、Google量子人工智能实验室、IBM并称国际上最强的三家机构 。
不过去年1月份IBM就已经公布了全球首款商用量子计算原型机 , 到9月份谷歌宣告在全球首次实现“量子霸权” , 称其量子系统花费约200秒完成传统超级计算机要1万年才能完成的任务 。 那么中国在量子计算领域的研究进展如何呢?
虽说整体来看 , 中国与美国在量子计算方面至少有4~5年的差距 , 但并非是“卡脖子”的状态 , 据21世纪经济9月初报道 , 近日我国“量子之父”潘建伟教授在公开课演讲上向公众透露光量子计算机最新进展:已经实现了光量子计算性能超过谷歌 53 比特量子计算机的 100 万倍 。