生川曉：在新一代高速計算機“量子計算機”開發(fā)領(lǐng)域，中國的存在感正在提高。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究人員繼美國谷歌公司之后，第二個實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”。這是一項利用特殊問題的基礎(chǔ)性成果，盡管未來還是未知數(shù)，但給人留下了中國的研究實力提高的印象。

僅用200秒就能求解日本引以為傲的全球最快超級計算機“富岳”需要花費6億年才能解決的問題。美國《科學(xué)》雜志12月3日刊登了量子計算機的一項新研究成果。

論文的作者是中國的研究小組。該小組開發(fā)出了利用光子（“光?！保┑牧孔佑嬎銠C，挑戰(zhàn)了需要分布很多光子的“高斯玻色采樣（Gaussian boson sampling，GBS）”這一特殊問題。

傳統(tǒng)計算機難以計算光子的獨特運動。據(jù)稱，此次開發(fā)的量子計算機在200秒內(nèi)即可完成實驗，用中國的高速超級計算機“神威太湖之光”計算的話，則需要25億年的時間。這篇論文認(rèn)為，使用日本的“富岳”也要花費6億年才能完成。

量子計算機被認(rèn)為是可為材料和藥物開發(fā)、金融商品風(fēng)險評估、處理龐大數(shù)據(jù)的人工智能（AI）應(yīng)用帶來革新的新一代計算機。雖然開發(fā)難度大，甚至有“夢幻技術(shù)”之稱，但2019年風(fēng)向發(fā)生變化。

契機是谷歌在英國科學(xué)雜志《自然》上發(fā)表論文，稱量子計算機實現(xiàn)了量子計算優(yōu)越性，可求解傳統(tǒng)計算機難以解開的問題。其內(nèi)容是200秒內(nèi)即可執(zhí)行超級計算機需要花費1萬年時間的計算，量子優(yōu)越性的實現(xiàn)備受期待。

繼谷歌之后，中國實現(xiàn)了量子計算優(yōu)越性。這項成果已被刊登在權(quán)威可與《自然》比肩的《科學(xué)》雜志上。

中國與谷歌的主要差異在于技術(shù)“方式”。谷歌采用的是通過將物質(zhì)冷卻至極低溫度以去掉電阻的“超導(dǎo)”電路來計算的方式。競爭對手美國IBM也采用這種方式，超導(dǎo)方式過去曾是量子計算機開發(fā)的主流。

此次中國科研團隊采用的光的方式是通過讓光子在組合有鏡子等的電路中流動來進行計算。不需要冷凍設(shè)備及真空容器等，容易處理。日本東京大學(xué)副教授武田俊太郎表示“此次的中國技術(shù)無疑有利于光方式的發(fā)展”。

不過，關(guān)于中國的量子計算機，也有觀點認(rèn)為目前谷歌占有絕對優(yōu)勢。因為這是專用于證實量子計算優(yōu)越性的專用機器，難以用于其他計算。尚未達(dá)到可實現(xiàn)實用性的階段，今后的提升還是未知數(shù)。

但中國實力的提高是確實的。主導(dǎo)此次研究的是在中國被稱為“量子之父”的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的潘建偉。他在量子通信與加密等光量子技術(shù)研究方面取得了劃時代的成就，在世界上也很有名。

據(jù)日本橫濱國立大學(xué)副教授堀切智之介紹，從實驗內(nèi)容也可以看出中國的研究團隊匯聚了大量的資金和優(yōu)秀的人才，使用的是高端機器，“制造方面也實力越來越強”。

中國將量子計算機的開發(fā)定位于重大項目。2021年以后也將加快推進發(fā)展步伐，將投資1萬億日元左右在安徽省建設(shè)相關(guān)技術(shù)研究基地等。

美國政府計劃從2019年起5年內(nèi)在量子技術(shù)開發(fā)上最高投入13億美元。即使政權(quán)更迭，圍繞量子計算機開發(fā)與中國的主導(dǎo)權(quán)之爭也會繼續(xù)。
責(zé)任編輯:tzh