中国实现量子至上

去年，Google的原型量子计算机在几分钟之内完成了一项计算，据研究人员估计，这将使一台超级计算机使用一万年。这就满足了量子霸权的定义，即量子机器对传统计算机做一些不切实际的事情。

周四，中国领先的量子研究小组在《科学》杂志上发表了自己的量子至上宣言。名为“九丈”的系统在几分钟内产生了结果，而世界第三大超级计算机要花费20亿多年的努力。

两种系统的工作方式不同。 Google使用超冷的超导金属构建量子电路，而合肥的中国科学技术大学的团队则通过操纵光子和光粒子来记录其结果。

尚无量子计算机准备进行有用的工作。但是，两种根本不同形式的技术可以胜过超级计算机的迹象，将助长新兴产业的希望和投资。

近年来，谷歌以及包括IBM，微软，亚马逊，英特尔和其他大型初创企业在内的竞争对手都在开发量子计算硬件上投入了大量资金。 Google和IBM可以通过互联网访问其最新原型，而Microsoft和Amazon的云平台各自托管着包括霍尼韦尔在内的其他公司的量子硬件大杂烩。

量子计算机的潜在功能源于其基本的构建模块，称为量子位。像传统计算机的位一样，它们可以表示数据的0和1。但是量子位还可以利用量子力学来获得一种不寻常的状态，称为叠加，从而封装了两者的可能性。有了足够的量子位，就有可能采取常规计算机无法实现的计算快捷方式-随着更多量子位一起工作，这一优势就越来越大。

量子计算机尚未统治整个世界，因为工程师无法获得足够可靠的量子位来协同工作。它们所依赖的量子力学效应非常微妙。谷歌和中国组织之所以能够进行霸权主义实验，是因为他们设法以相对大量的方式传播了量子比特。

Google的实验使用了一种名为Sycamore的超导芯片，该芯片具有54量子比特，被冷却到比绝对零高出几分之一度的分数。一个量子比特中断了，但是剩下的53个比特足以在经过精心选择的统计问题上证明优于传统计算机。尚不清楚量子计算机完成有用的工作需要多少个量子位。专家估计范围从数百到数百万。

中国团队还使用统计测试来证明其量子优势，但其量子数据载体采用光子的形式，它们通过镜子在实验室工作台上布置的光路中传播。在该过程结束时读出的每个光子等效于一个量子比特，揭示了计算结果。

研究人员报告说，从九丈机上测量了多达76个光子，但平均只有43个。成员编写了代码，以在中国最强大的超级计算机，世界上最快的第三台超级计算机Sunway TaihuLight上模拟量子系统的工作。接近。研究人员计算出，超级计算机需要九十亿年才能完成九章在3分钟多的时间内完成的工作。

中国团队由潘建伟领导，潘建伟的庞大研究团队得益于中国政府在量子技术领域更加突出的努力。他们的成就包括证明在破纪录的距离上使用量子加密，包括使用专门设计用于量子通信的卫星来确保中国和奥地利之间的视频通话。植根于量子力学的加密理论上是坚不可摧的，尽管在实践中它仍然可以被颠覆。

九丈和Google的Sycamore之间的区别是，光子原型不容易重新编程以运行不同的计算。有效地将其设置硬编码到其光路中。多伦多量子计算初创公司Xanadu的首席执行官兼创始人克里斯蒂安·韦德布鲁克（Christian Weedbrook）表示，这一结果仍然引人注目，提醒人们有多种可行的途径可以使量子数运算变得可行。他说：“这是光子量子计算的里程碑，但对我们所有人也有好处。”

学术界和工业界正在开发几种不同形式的量子硬件。基于超导电路的量子比特最为突出，部分原因在于谷歌和IBM的大力投资。由工业巨头霍尼韦尔和包括IonQ在内的初创公司提供的基于量子态的量子计算机是基于悬浮在电场中的单个原子而制成的，称为离子阱，可通过亚马逊和微软的云服务获得。

威德布鲁克于9月份将其首批原型产品投入早期客户，他说，他的团队可以制造比九章更灵活的设备，他相信光子量子计算机很快就会赶上。它们具有使用许多电信网络中使用的相同组件的优势。

光子量子计算和离子阱的支持者都说，它们的技术应该比IBM和Google所青睐的超导芯片更容易扩展，因为它们不必在超冷冰箱中构建设备。 但是，没有人能确定哪种形式的量子计算将首先被证明是有用的。 “我们都有利弊，”韦德布鲁克说。 with使用我们Gear团队最喜欢的笔记本电脑，键盘，替代打字机和降噪耳机升级您的工作游戏