中国量子计算机又“炸”了。这次是“祖冲之三号”,105个量子比特,再次刷新超导量子计算优越性世界纪录。
先说这次“破纪录”是怎么回事。“祖冲之三号”干的活儿,叫“量子随机线路采样”。听不懂没关系,你就当成是量子计算机跑了个“极限跑分”软件。结果呢?确实牛,比最快的超级计算机快了15个数量级,比谷歌最新的量子计算机也快了6个数量级。
这“量子计算优越性”听起来更高大上。简单说,就是证明量子计算机在某些特定问题上,真的能超越经典计算机。这很重要,是量子计算从理论走向实用的第一步。中美在这个领域,一直是你追我赶,交替领先。
总之,这次是牛逼不过,不过这里面有个关键点:“特定问题”。这次“祖冲之三号”跑的“量子随机线路采样”,目前来看,并没有实际用途。就像百米赛跑,跑得再快,也不能直接用来耕地。
这就是“跑分”,是测试性能的。就像手机跑分,跑分高不代表体验一定好,但跑分低肯定不行。 “量子随机线路采样”就是量子计算机的“跑分”。 “祖冲之三号”跑出了新高度,说明它的“体质”确实更好了。
但问题是。 “跑分”再高,终究是“跑分”。 2019年,谷歌用53比特的“悬铃木”处理器,宣称实现了“量子霸权”,说200秒完成的任务,超级计算机要算一万年。结果呢? 2023年,中国科学家用1400多块A100 GPU,只用了14秒就算完了。如果用更牛的超算,可能1秒多就搞定。
你看,经典算法也在进步。 量子计算机跑得快,经典计算机也在努力追赶。 “量子优越性”这个标杆,不是一成不变的。 今天你领先,明天可能就被反超。
“祖冲之三号”这次用了105个量子比特,比之前的“祖冲之二号”(66比特)和谷歌最新的(70比特)都多。比特数多了,性能也确实提升了。单比特门保真度99.90%,两比特门保真度99.62%,读取保真度99.13%,这些指标都达到了国际领先水平。
但也要看到,谷歌的保真度更高。 单比特门99.95%,双比特门99.72%,测量99.4%。 量子计算机不是光看比特数,保真度、相干时间,都是关键指标。 就像木桶原理,短板决定了你的上限。
现在量子计算还处于“含噪声中等规模量子”(NISQ)时代。 换句话说,就是还在“折腾”阶段。 不断有新进展,各种参数也在不断提升,但离真正实用,还远得很。
技术层面, 105个量子比特,高保真度,说明中国在超导量子计算技术上,又向前迈进了一大步。 能操纵更多比特,就能处理更复杂的问题,就能为未来的量子计算机打下更好的基础。
科学层面, 性能提升了,就能推动量子纠错的研究。 量子计算机错误率太高,是实用化的最大障碍。 只有解决了纠错问题,才能造出真正可靠的量子计算机。 同时,也能助力量子模拟,模拟更复杂的量子系统,推动量子化学、药物研发等领域的发展。
还有一点很重要,产业链自主可控。 “祖冲之号”系列量子计算机,一直有国产量子计算公司国盾量子参与。 从芯片设计到制备,再到低温制冷、量子测控系统,很多关键部件都实现了国产化。 这在当前国际形势下,意义重大。 核心技术,还是要掌握在自己手里。
目前来看,量子计算的未来,还充满不确定性。 现在谈“颠覆”,还为时过早。 更可能的是,量子计算会像超算一样,成为一种强大的工具,在某些特定领域发挥作用,而不是取代经典计算机。
就像电子计算机刚诞生时,用途也很单一。 谁能想到,几十年后,电脑会改变整个世界? 量子计算也一样,现在看不到“杀手级应用”,不代表未来没有。 关键是要持续投入,相信中国有制度优势,在量子科学领域,一定会成为世界领跑者。
来自:科学剃刀