这个临界点中国科学家抓住了,量子计算机到底牛

新华社上海5月3日电为了判断量子计算是不是牛，学术界达成共识的指标节点有三个:第一步是在计算能力上超越早期经典计算机，第二步是超越商用CPU，最后一步是超越超级计算机。

5月3日，世界上第一台超越早期经典计算机的光学量子计算机在上海亮相。奶牛在哪里？这一次，由中国科学技术大学潘建伟院士和吕朝阳教授开发的光量子计算机，比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快了10到100倍。

量子计算机利用量子独特的“叠加态”，采用并行计算的方式。最终目标是将速度提高一个数量级。“但现在，它仍然是一个新生婴儿，未来它最终会是什么样子，整个科学界仍不得而知。”潘建伟说。

量子计算一直是国际竞争的焦点。去年7月，美国国家科委发布了《推进量子信息科学:国家的挑战与机遇》报告，认为量子计算未来可能颠覆许多科学领域。随后，美国政府在官网发布文件，敦促学术界、工业界和政府部门尽快就量子信息问题进行沟通。据公开信息，谷歌、IBM等公司正在投资研发量子计算机。

在现有经典电子计算机的运算单元中，一个比特在特定时间只有特定的状态，要么是0，要么是1。而一个量子位是0和1的叠加态，所以N个量子位的存储容量是N个经典位的2的N次方的倍，并且随着N的增加呈指数增长，N个量子位上的一次运算相当于经典内存的N次方2的运算，这就是量子计算机巨大的并行计算能力。

据专家介绍，这种超级计算能力将为金融分析、天气预报、药物设计等大规模计算提供全新的解决方案。量子计算机还可以通过“模拟”解决一些科学研究中未解之谜。

众所周知，量子计算只能通过使用大量纠缠量子比特来实现。目前国际前沿实验结果中可以操控的纠缠光子比特数已经达到十个，但未来实用的量子计算系统需要同时操控几十个甚至几百个量子比特，这意味着量子计算从“婴儿”到“成人”还有很长的路要走。

但是，突破这“第一步”的关键点，并不是一件容易的事。据专家介绍，量子计算机并不想“覆盖世界”，而是专注于一些传统计算机难以解决的大规模计算问题；不是“十项全能”，而是率先在一些特殊的特殊领域取得突破。

随着量子计算和量子通信的快速发展，我们现在可以初步展望量子信息技术的未来:量子计算机的计算能力比最快的超级计算机快十几亿倍，量子计算机通过量子通信以“量子隐形传态”的形式连接在一起，共同构成一个高速、安全的“量子互联网”，为人类生活增添无限可能。