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量子計(jì)算加速發(fā)展距離實(shí)際應(yīng)用還有多遠(yuǎn)?

新華社記者 張泉 戴威 孫晶
       量子計(jì)算正加速發(fā)展,!12月上旬,,谷歌公司推出其最新量子芯片Willow。幾天之后,,我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv發(fā)布了“祖沖之三號(hào)”的相關(guān)成果,。
       新成果競(jìng)相涌現(xiàn),量子計(jì)算引發(fā)高度關(guān)注,。圍繞相關(guān)熱點(diǎn)話題,,記者采訪了業(yè)內(nèi)人士。
量子計(jì)算為什么可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算,?
       據(jù)介紹,,量子計(jì)算芯片是量子計(jì)算機(jī)的核心處理器,其作用類似于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的CPU,。量子計(jì)算的基本計(jì)算單元為量子比特,,它與經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的比特具有相同的功能,即存儲(chǔ)與處理數(shù)據(jù),。
       “量子比特遵循量子力學(xué)原理,。不同于經(jīng)典比特只能處于0或1的狀態(tài),量子比特可以同時(shí)處于0和1的疊加態(tài),。此外,,量子比特還具有相干性和糾纏性�,!笨拼髧�(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司量子計(jì)算負(fù)責(zé)人王哲輝說(shuō),,這些特性使得量子計(jì)算芯片從原理上不同于經(jīng)典計(jì)算系統(tǒng),,在處理特定問(wèn)題時(shí),計(jì)算速度可實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)提升,。
       據(jù)介紹,,目前量子計(jì)算比較主流的技術(shù)路線包括超導(dǎo)、光量子,、離子阱,、中性原子和硅半導(dǎo)體等。其中,,目前發(fā)展較為成熟的是超導(dǎo)量子計(jì)算,,主要優(yōu)勢(shì)是與現(xiàn)有半導(dǎo)體工業(yè)技術(shù)高度兼容,可設(shè)計(jì)性高,,易于耦合,,量子門操作速度快。Willow,、“祖沖之三號(hào)”都屬于此類,。
我國(guó)量子計(jì)算研究水平如何?
       “我國(guó)在量子計(jì)算研究方面整體處于國(guó)際第一梯隊(duì),,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等多個(gè)單位的科研團(tuán)隊(duì)均在量子計(jì)算領(lǐng)域有所布局,。”王哲輝說(shuō),。
       據(jù)介紹,,2019年和2020年,美國(guó)和中國(guó)相繼推出量子計(jì)算原型機(jī)“懸鈴木”和“九章”,,實(shí)現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”,,其中“九章”使用的是光量子技術(shù)路線。2021年,,“祖沖之二號(hào)”研制成功,,使我國(guó)率先成為在兩條技術(shù)路線上實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國(guó)家。
        “‘祖沖之三號(hào)’和Willow,,兩者各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到同一量級(jí),,‘祖沖之三號(hào)’實(shí)現(xiàn)了目前超導(dǎo)量子計(jì)算的最強(qiáng)優(yōu)越性,Willow在糾錯(cuò)上獲得了重大進(jìn)展,�,!蓖跽茌x說(shuō),新成果接連發(fā)布,,充分體現(xiàn)了在量子計(jì)算領(lǐng)域,,大家你追我趕,共同向前推進(jìn),。
量子計(jì)算機(jī)距離實(shí)際應(yīng)用還有多遠(yuǎn),?
       業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,,目前,量子計(jì)算依舊處于早期發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化初期階段,,距離商業(yè)化應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走,,需要產(chǎn)學(xué)研各界長(zhǎng)期共同努力。
       據(jù)介紹,,量子計(jì)算發(fā)展大致可分為三步:第一步是實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”,,第二步是研制專用量子模擬機(jī),,第三步是在量子糾錯(cuò)的輔助下研制可編程通用量子計(jì)算機(jī),。
       “我們剛剛進(jìn)入第二階段,科學(xué)家們正致力于構(gòu)建專用量子模擬機(jī),,期望在未來(lái)3年到5年內(nèi)能夠解決一些具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵問(wèn)題,。”中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院教授姚星燦說(shuō),。      (新華社北京12月28日電)