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全球科技界大概没料到,中国会在5月13号晚上甩出这么一个王炸!新华社和央视新闻同

全球科技界大概没料到,中国会在5月13号晚上甩出这么一个王炸!新华社和央视新闻同时官宣,潘建伟院士团队成功研制出 “九章四号” 量子计算原型机,直接改写了全球量子计算的竞争格局。

这条新闻有多炸?这么说吧,当我看到具体数据的时候,第一反应是以为自己看错了小数点,不是快几倍、几百倍,也不是快几亿倍,而是快了10的54次方倍,这个数字大到什么程度?连 “亿亿亿亿亿亿倍” 都不足以形容它。

先给大家算笔账,让你直观感受一下这个差距有多大,现在全世界最快的超级计算机是美国的El Capitan,它一秒钟能算1.19亿亿次,已经是人类经典计算机的巅峰了,但面对同一个高斯玻色取样问题,它需要算超过10的42次方年才能出结果,而我们的九章四号呢?只需要25微秒。

25微秒是什么概念?就是一眨眼的功夫,它已经把这个超算算到宇宙毁灭都算不完的题给解出来了,这不是什么科幻电影里的情节,这是刚刚发生在我们中国的真实科学奇迹。

可能有人会问,这个高斯玻色取样到底是个啥?听起来这么玄乎,其实你可以把它想象成一个超级复杂的迷宫游戏,这个迷宫有8176个出口,同时有3050个小球在里面乱跑,每个小球都会互相影响、互相干涉,你要算出来它们最后会从哪个出口出来。

对于经典计算机来说,这简直是噩梦,因为它只能一个一个地算小球的路径,越往后计算量就会呈指数级爆炸,但量子计算机不一样,它利用量子叠加的特性,可以让一个光子同时走所有的路径,相当于同时开了无数个外挂,瞬间就能得到结果。

这次九章四号最牛的地方,还不只是算力的提升,它直接把光子操纵数量从九章三号的255个,一口气干到了3050个,提升了将近12倍,你可别小看这12倍的提升,因为量子计算的算力是指数级增长的,光子数翻一倍,算力就会翻好几个数量级。

更厉害的是,这次中国科学家攻克了一个困扰全世界光量子计算领域几十年的难题——光子损耗。

简单来说,就是光子在复杂的光学网络里特别容易跑丢,跑得越多,计算结果就越不准,以前大家想扩大规模,只能拼命加光学器件,结果设备越做越大,损耗也越来越高,陷入了死循环。

而潘建伟团队这次首创了 “可编程时空混合编码” 架构,让光子在时间和空间两个维度上同时发生干涉。

这样一来,不仅极大提升了整个网络的连通性,还把系统总效率做到了惊人的51%,这是什么概念?相当于以前100个光子进去,只能出来几个,现在能出来一半还多,直接把光量子计算的天花板给掀翻了。

当然,我也要客观地说一句,九章四号现在还不是大家想象中的那种能玩游戏、能上网的通用量子计算机,它是一台专用的量子模拟机,最擅长解决的就是高斯玻色取样这类特定问题。

但这绝对不代表它没用,恰恰相反,它的用处大了去了,短期来看,它可以用于图像识别、图论计算、机器学习这些领域,比如现在很火的AI大模型,训练起来动辄需要几个月甚至几年的时间,有了量子计算的加持,这个时间可能会被压缩到几天甚至几小时。

长远来看,九章四号的意义更是不可估量,它能生成玻色纠错码和大规模量子纠缠簇态,而纠错能力正是未来通用量子计算机从 “实验室玩具” 变成 “改变世界的工具” 的关键,可以说,九章四号为我们打开了通往通用量子计算时代的大门。

更值得骄傲的是,中国现在是全球唯一一个在光量子和超导量子两大主流技术路线上都实现了 “量子计算优越性” 的国家,我们不仅有九章系列,还有祖冲之系列,两条腿走路,而且都走在了世界最前面。

还记得2020年第一台九章问世的时候,很多人还在质疑这是不是 “中看不中用” 的花架子,仅仅6年时间,我们就从25个光子做到了3050个光子,量子优势比从10的14次方倍提升到了10的54次方倍。这就是中国速度,这就是中国科学家的实力。

1946年,世界上第一台电子计算机诞生的时候,它重达30吨,每秒只能算5000次加法,当时没有人能想到,这个笨重的大家伙会开启整个信息时代,彻底改变人类的生活。

今天的九章四号,就像当年的那台电子计算机一样,虽然还很稚嫩,虽然还只能解决特定问题,但它已经向我们展示了量子时代的无限可能。

未来,它会加速新药研发,让癌症、艾滋病这些绝症不再可怕;它会设计出全新的量子材料,让能源革命提前到来;它会让人工智能实现质的飞跃,把人类从繁重的脑力劳动中解放出来。

这就是科学的力量,这就是中国的力量,当我们还在为柴米油盐奔波的时候,有一群科学家正在实验室里,为我们的子孙后代打造一个更加美好的未来,让我们为潘建伟院士团队点赞,为所有默默奉献的中国科研工作者点赞!