計算機革命！美遏華盯上量子

美國總統拜登近日簽署行政令設立對外投資審查機制，限制美國主體投資中國半導體和微電子、量子信息技術和人工智能領域。分析認為，美國限制海外投資以遏制中國發展量子技術的做法影響“有限”。

(資料圖)

量子計算機將超越人工智能成為技術突破的前沿

說起顛覆性技術，量子計算機就是當下科技界的閃耀明星。何為量子計算機？簡單地說，當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就屬于量子計算機。形象地說，“在量子計算機面前，傳統的計算機就像‘算盤’”。

著名物理學家加來道雄在《量子霸權:量子計算機革命將如何改變一切》一書中指出量子計算的發展正處在重要轉折點。

理論物理學家 加來道雄

我們經歷了計算機革命的三個基本階段。 第一階段是我們用棍子、石頭、杠桿、 齒輪、滑輪和繩子來進行計算，這是第一個模擬階段； 然后就到了第二次世界大戰，那時我們開始使用電、開始使用晶體管。這引領我們走向了今天的微芯片和數字革命，我們現在在第二階段，也就是1和0比特和字節的階段。但是大自然會笑話我們， 因為大自然并不使用0和1的組合來計算， 而是通過電子、電子波、產生分子的波為基礎進行計算的，這就是為什么我們現在要進入第三階段。

加來道雄說，想象一下一只老鼠在迷宮里。數字計算機會一個個計算出老鼠在每個分岔路口、迷宮中每個需要做決定的地方做出的不同選擇的路線方案，那要花很長時間。而現在，量子計算機可以立即同時分析出所有可能的方案、所有可能的軌跡。這似乎違反人類的常識，人不能同時出現在兩個地方。但接受現實吧，在量子理論中，你可以同時出現在很多地方。這就是量子計算機的力量。

超導量子計算機算力驚人

2019年，來自谷歌的量子人工智能研究團隊就研制出具有53個超導量子比特的量子計算機，并且展現出強大的運算能力。在針對某個特定復雜計算任務的求解上，該款超導量子計算機只需要200秒就可以成功完成任務。而如果采用當年世界上排名第一的超級計算機進行計算，則需要長達一萬年才能實現。

量子計算機核心部件是量子芯片

與傳統計算機的核心部件CPU不同的是，量子計算機的核心部件是量子芯片（QPU）。由于量子計算體系尚處于初級階段，各國研究者需要投入大量精力的不僅僅是這些芯片，還包括驅動這些芯片所需的基礎設施。

目前，量子計算機仍然處于從實驗室的研發向企業產品化的發展階段。

谷歌團隊研究將超導量子計算系統進一步升級

2023年2月，谷歌的量子人工智能研究團隊將原本只有53個量子比特的超導量子計算系統進一步升級，擴展至72個量子比特，并且成功驗證了量子糾錯方案的可行性。這也就意味著，人們距離未來真正實用化的量子計算機更近了一步。

日本首臺國產量子計算機正式投入使用

日本共同社3月27日報道，日本理化學研究所等研發的日本首臺國產量子計算機當天正式投入使用，與美國谷歌和IBM公司采用的技術一樣，日本首臺國產量子計算機也是使用在極低溫下電阻為零的超導回路，制備用于計算的信息基本單位——量子比特。

中國成功研制“祖沖之二號” 運算速度超前

2021年，中國超導量子計算機——“祖沖之二號”上線。該款超導量子計算機的量子比特數目達到66個，并且在運算速度方面比2019年谷歌發布的系統快接近一萬倍。

5月31日，“祖沖之號”量子計算云平臺正式上線，面向全球用戶開放。今年6月，中國科學家宣布，其量子計算裝置“九章”能夠以比世界上最強大的超級計算機快1.8億倍的速度執行人工智能常用的部分任務。

中國科學家實現51個超導量子比特簇態制備

近日，中國科研團隊又成功研制出第一代商業級半導體量子芯片電路載板，該載板最大可支持6比特半導體量子芯片的封裝和測試需求，使得半導體量子芯片可更高效地與其他量子計算機關鍵核心部件交互聯通，將充分發揮半導體量子芯片的強大性能。

“祖沖之號”量子計算總師 朱曉波

超導量子計算方向因為固有的一些優勢，各國比較看重，可是說是投入最多的一個領域。光量子計算領域我們屬于世界領先水平，在超導量子計算領域，我們認為我們處于世界第一方陣。

分析：美遏制中國發展量子技術的做法影響“有限”

量子計算技術是顛覆性技術，關系到未來發展的基礎計算能力。誰先掌握了量子計算機的關鍵核心技術，誰就能占據量子信息時代的制高點。分析認為，隨著中國推動技術的本地化，美國限制海外投資以遏制中國發展量子技術的做法影響“有限”。

來源：CCTV4《今日亞洲》

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