據(jù)媒體報道，微軟量子研究團(tuán)隊在創(chuàng)建可靠實用的量子計算機方面取得了第一個里程碑。微軟高級量子開發(fā)副總裁Krysta Svore表示，10年內(nèi)就能達(dá)到公司量子計算路線圖的最后部分，也就是制造出量子超級計算機。
無獨有偶，近日，“祖沖之號”量子計算總師朱曉波在接受新華社專訪時表示，大規(guī)模應(yīng)用的量子計算機到來，大約需要10到15年的時間。
(資料圖)
一位致力于量子計算機研發(fā)的專業(yè)人士告訴記者，微軟的“可靠量子計算機”在保證錯誤率低于10的負(fù)12次方前提下每秒提供100萬次可靠的量子操作（rQOPS）。這意味著，通過合適的“錯誤緩解”等技術(shù)，在不糾錯的情況下，大概幾百個量子比特即可在有現(xiàn)實應(yīng)用的場景中實現(xiàn)量子優(yōu)勢，開啟通往有用量子計算的道路。
多位接受上證報采訪的業(yè)內(nèi)專家表示，在量子計算的研究和產(chǎn)業(yè)化上，美國的進(jìn)度領(lǐng)先全球，中國緊隨其后且近年來發(fā)展逐步加快。據(jù)悉，在超導(dǎo)量子、半導(dǎo)體量子、光量子等多條技術(shù)路線上，中國均有團(tuán)隊在跟進(jìn)研發(fā)。上述“祖沖之號”即為超導(dǎo)量子路線的代表，本源量子的“悟空”則走的是半導(dǎo)體量子技術(shù)路線。
10年內(nèi)造出量子超級計算機
微軟表示，它創(chuàng)建了一種衡量量子超級計算機性能的新指標(biāo)：每秒可靠量子操作（rQOPS），該數(shù)字描述了計算機在一秒鐘內(nèi)可以執(zhí)行多少個可靠操作。微軟認(rèn)為，一臺機器要有資格成為量子超級計算機，其rQOPS至少需要達(dá)到100萬。此類機器可以達(dá)到10億rQOPS，從而真正實現(xiàn)通用。
一位致力于量子計算機研發(fā)的專業(yè)人士表示，微軟此次提出的“可靠量子機”是基于拓?fù)淞孔颖忍?，有望實現(xiàn)高度穩(wěn)定和可靠的量子計算。這種“可靠量子機”在保證錯誤率低于10的負(fù)12次方前提下每秒提供100萬次可靠的量子操作（rQOPS），從而能真正實際解決問題。
這意味著，通過合適的“錯誤緩解”等技術(shù)，在不糾錯的情況下，大概幾百個量子比特即可在有現(xiàn)實應(yīng)用的場景中實現(xiàn)量子優(yōu)勢，開啟通往有用量子計算的道路。當(dāng)然，如果采用容錯量子計算的技術(shù)路線，預(yù)期仍需要十萬個量子比特才能實現(xiàn)體現(xiàn)量子優(yōu)勢的通用量子計算。
“制造出大規(guī)模應(yīng)用的量子計算機，需要10-15年時間。”近日，“祖沖之號”量子計算總師朱曉波在接受新華社專訪時表示。
在量子計算機研發(fā)上，近期國際大公司紛紛宣布了計劃或新進(jìn)展。
谷歌表示，五年之內(nèi)，Google就會制造出來一款可用的量子計算機。這種量子計算機將在一些特定的任務(wù)測試中戰(zhàn)勝傳統(tǒng)的計算機，并改善人工智能。IBM則宣布，計劃在今年內(nèi)向商業(yè)和研究機構(gòu)提供商業(yè)量子計算機；不過，需要注意的是，這些量子計算機不會帶來量子優(yōu)勢，即性能上不會超過傳統(tǒng)的計算機。
和谷歌一樣，IBM表示，未來幾年，他們可以達(dá)到“量子優(yōu)勢”的門檻。IBM研究副總裁Dario Gill說：“我們正在到達(dá)這個關(guān)鍵時刻?！?/p>
在接下來的幾年中，IBM希望將這些機器能夠擴展到50個量子位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)在通過互聯(lián)網(wǎng)提供的5位量子機（免費提供）。該公司認(rèn)為，在50個量子位的量級，量子計算機將比經(jīng)典計算機系統(tǒng)能更好地處理一些特定任務(wù)。
中國在多條技術(shù)路線上結(jié)碩果
“中國必須研發(fā)出量子計算機，否則在下一代信息處理上會遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。”近日，“祖沖之號”量子計算總師朱曉波在接受新華社專訪時如此強調(diào)量子計算機研發(fā)的重要性。
對此，一位量子力學(xué)教授告訴記者，與IBM、谷歌等公司采用超導(dǎo)量子路線不同，國內(nèi)在量子計算機研發(fā)方面，超導(dǎo)量子計算平臺、半導(dǎo)體量子計算平臺、光量子計算平臺等多條路徑并進(jìn)。
朱曉波介紹，在光量子計算領(lǐng)域，我們（中國）屬于世界領(lǐng)先水平；而在超導(dǎo)量子計算領(lǐng)域，我們處于世界第一方陣。
“祖沖之號”即為超導(dǎo)量子路線的代表。就在5月31日，176比特“祖沖之號”量子計算云平臺上線，面向全球用戶開放，這刷新了我國云平臺的超導(dǎo)量子計算機比特數(shù)紀(jì)錄。
朱曉波還透露，“祖沖之三號”已在調(diào)試，性能和比特數(shù)目上都有比較大的提升，比“祖沖之二號”好很多，估計在幾個月或者不超過一年時間內(nèi)，會有新的結(jié)果發(fā)布。
記者了解到，在光量子計算領(lǐng)域，中科大潘建偉團(tuán)隊發(fā)布了“九章”光量子計算原型機。在半導(dǎo)體技術(shù)路線上，本源量子打造了“悟空”量子計算機。
在6月5日于合肥舉行的2023年度長三角地區(qū)主要領(lǐng)導(dǎo)座談會上，會上宣布，上海超級計算中心與本源量子計算科技（合肥）股份有限公司合作成立長三角首個量超協(xié)同創(chuàng)新中心。據(jù)透露，本源量子（合肥）實驗室正在為下個月發(fā)布的新型量子計算機“悟空”進(jìn)行最后的調(diào)試。
半導(dǎo)體技術(shù)路線也是國外巨頭看好的技術(shù)路徑之一。近日，英特爾（intel）就發(fā)布了一種在主流CMOS工藝技術(shù)上構(gòu)建的具有12個量子比特的量子芯片——Tunnel Falls。
指數(shù)級的加速效應(yīng)
朱曉波介紹，在某些問題上，相較于傳統(tǒng)計算機，量子計算機確實具有指數(shù)級的加速效應(yīng)。
誘人的強大算力下，國際大公司正紛紛搶“鮮”嘗試。在接受機構(gòu)調(diào)研時，國盾量子介紹，空客、大眾汽車、葛蘭素史克、高盛、摩根大通、?？松梨?、陶氏化學(xué)等知名企業(yè)也都在各自領(lǐng)域內(nèi)開展了量子計算應(yīng)用探索，發(fā)掘行業(yè)應(yīng)用場景與特定算法等。
國盾量子介紹，2020年開始，國盾量子開始提供操控量子比特的電子學(xué)設(shè)備等量子計算儀器設(shè)備，正式布局量子計算相關(guān)業(yè)務(wù)。目前，公司募投項目“量子計算原型機及云平臺研發(fā)項目”已結(jié)項，正對研制的兩臺高性能超導(dǎo)量子計算原型樣機進(jìn)行調(diào)試，開發(fā)量子計算云平臺，后續(xù)也會對外提供相關(guān)云服務(wù)。未來2至3年，公司會以量子計算、量子通信完善產(chǎn)品布局。
一些理論家認(rèn)為，量子計算機可能破解現(xiàn)在用于保護(hù)世界的私人數(shù)據(jù)的加密方法。研究人員認(rèn)為，量子計算機不僅可以加速機器學(xué)習(xí)的進(jìn)程，而且可以促進(jìn)新藥的開發(fā)，簡化金融市場，甚至解決交通問題等。
任正非就曾經(jīng)表示，現(xiàn)在超級計算機幾十萬年破譯不了的密鑰，量子計算機幾秒鐘就破譯了。（因此）虛擬貨幣在量子計算機面前一文不值。
（文章來源：上海證券報）
