量子计算机“九章”，为什么这么厉害？

1. 量子计算机“九章”，为什么这么厉害？

2. 中国成功构建量子计算原型机“九章”，量子到底是什么？

原型九章量子计算机原型九章，其取义九章为纪念古华夏最早的数学专业著作《九章算术》一书，是《算经十书》里最重要一种。《九章算术》由历代各家增补修订，最后成书是东汉前期，流传至今的多是三国魏元帝263年，刘徽所作的标注《九章》版本。
研制量子计算机已成欧美发达国家竞争角逐焦距点，也是世界科技前沿最大挑战其一。量子计算机具有超快并行计算能力，有望由特定算法在密码破译，、药物分析与大数据优化等方面。
中国科学技术大学宣布本校潘建伟团队等人合作成功构建76个光子的量子计算机原型机九章，国际学术期刊《科学》发布了成果。当求解五千万个高斯玻色取样，世界上著称最快的超级计算机富岳要6亿年，而九章仅需要200秒。
量子计算机原型九章由潘建伟团队、国家并行计算机工程技术研究中心与中科院上海微系统所共同构建，实现有实用前景的高斯玻色取样的快速求解。
九章处理高斯玻色速度比超级计算机富岳快达一百万亿倍，其弥补了悬铃木技术漏洞依赖样本量，比谷歌发布的五十三个超导比特悬铃木快一百亿倍，使得中国达到了量子计算机研究的第一个里程碑。
量子与社会二十世纪时期，初建立完整的量子力学理论，科学界多数赫赫有名的学者都为此沉醉。量子一词由普朗克提出成概念，经过了爱因斯坦、德布罗意、玻尔、玻恩、海森伯、薛定谔等人完善。
量子是数学概念，离散变化的最小单元。关于量子概念以通俗解析为，生活里可见与感知的事物，光与能量的最小单位也都可用此称之。量子存在于生活，如日常电子产品手机和电脑，是由量子力学开发的经典技术，以及互联网信号的激光是依据光量子辐射制造。
量子科技在未来是处于颠覆性影响的，我们国家在量子领域水平一直在国际前排位置。潘建伟言谈表示，量子研究实验是更快的经典算法和持续提高硬件之间的竞争，最终量子并行性会达到经典计算机无法超赶的算力。

3. 九章量子计算机意义

“九章”量子计算机的问世，确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位，为未来实现可解决具有重大实用价值问题的规模化量子模拟机奠定了技术基础。
随着计算能力的进一步提升，量子计算机将有望在密码破译、材料设计、药物分析等具有实用价值的领域发挥重要作用。
根据目前最优的经典算法，“九章”对于处理高斯玻色取样的速度比目前世界排名第一的超级计算机“富岳”快一百万亿倍，等效地比谷歌去年发布的53比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。
同时，通过高斯玻色取样证明的量子计算优越性不依赖于样本数量，克服了谷歌53比特随机线路取样实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。“九章”输出量子态空间规模达到了1030（“悬铃木”输出量子态空间规模是1016，目前全世界的存储容量是1022）。

扩展资料：
潘建伟介绍，将实现量子计算优越性的这台量子原型机命名为“九章”，是为了纪念中国古代最早的数学专著《九章算术》。在“九章”量子原型机的基础上，研究团队将通过提高量子比特的操纵精度等一系列技术攻关，力争尽早研制出可编程的通用量子计算原型机。
中国科学院院士、中国科学技术大学教授、潘建伟：希望能够通过15年到20年的努力，能够研制出通用的量子计算机，这样的话它就可以来解决很多非常广泛的问题了。比如包括密码分析、气象预报、药物设计，探索物理学或者化学生物学里面的一些复杂的问题。
参考资料来源：中国军网-里程碑式突破！我国量子计算原型机“九章”问世
人民网-中国量子计算原型机“九章”算力有多强？一文解读→

4. 量子计算机“九章”

 来源:光明日报
   量子计算机“九章”
    【晒晒咱的国之重器11】 
   2020年12月4日，中国科学技术大学宣布该校潘建伟院士团队成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”。同日，国际学术期刊《科学》发表了该成果，这是“一个最先进的实验”“一个重大成就”，审稿人如此评价。
   有多重大？答案是：这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。
   所谓“量子优越性”，即对于特定任务，量子计算机可以解决，而现存的任何经典计算机运用任何已知算法，都不能在一个可接受的时间内完成。
   有多“优越”？“九章”对于处理高斯玻色取样的速度比超级计算机“富岳”快100万亿倍，也就是说，当求解5000万个样本的高斯玻色取样时，“九章”需200秒，而截至2020年，世界最快的超级计算机“富岳”需6亿年。同时，“九章”克服了谷歌超导量子比特计算机“悬铃木”的一个漏洞。
   “在费曼提出量子计算的概念近40年后，‘九章’在实验上严格地证明了量子计算的加速能力，把梦想变成了现实。”潘建伟团队成员、中国科学技术大学教授陆朝阳说，和原子、离子、超导电路等类型的量子计算机相比，光量子计算可在室温下、空气中运行，能克服量子噪声极限，结构亦相对比较简单。“‘九章’使得我国第一次进入国际量子计算第一方阵。”
   “九章”啥样？在安徽合肥微尺度物质科学国家研究中心，两个通过光纤连接起来的长3米宽1.5米的不起眼“盒子”和“盒子”里密布的光学元器件，就是“九章”。“一个用来产生光源，另一个进行干涉，把光信号变成电信号后引到隔壁的探测器进行分析。”陆朝阳的学生、“九章”论文第一作者、95后博士生钟翰森介绍。
   值得一提的是，研制出“九章”的团队，除了潘建伟、陆朝阳几位导师外，主力都是像钟翰森这样的年轻人！
   更值得骄傲的是，“九章”构建后不到一年，2021年10月，“九章”的升级版“九章二号”成功构建，再次刷新国际光量子操纵的技术水平，其处理特定问题比目前全球最快的超级计算机快亿亿亿倍。
   加上2021年10月中国科大发布的超导量子计算机“祖冲之二号”，这一系列令人瞩目的成果，标志着我国已成为世界上唯一一个在超导和光量子两个“赛道”上达到“量子优越性”里程碑的国家。
   “证明‘量子优越性’，可以说是量子计算机研制征程上的一个里程碑。‘九章二号’和‘祖冲之二号’的诞生，像一对双子星，照亮了量子应用更广阔的前程。”潘建伟说。

5. 量子计算机“九章”问世发布了评测，如何评价“九章”？这意味着什么?

量子计算机“九章”问世，这一成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位。基于“九章”的“高斯玻色取样”算法，未来将在图论、机器学习、量子化学等领域具有重要的潜在应用价值。
“‘九章’在同样的赛道上，比‘悬铃木’快一百亿倍，这就是等效速度，也意味着我国在量子计算上实现了‘量子霸权’”；“九章”问世后，赢得科学界一致肯定，《科学》杂志审稿人认为，此项成果是“一个最先进的实验”“一个重大成就”。

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中科大新闻稿还指出，根据目前最优的经典算法，“九章”对于处理高斯玻色取样的速度比超级计算机“富岳”快100万亿倍，等效地比谷歌的超导量子比特计算机“悬铃木”快100亿倍。
量子计算机“九章”系统原理：左上方激光系统产生高峰值功率飞秒脉冲； 左方25个光源通过参量下转换过程产生50路单模压缩态输入到右方100模式光量子干涉网络; 最后利用100个高效率超导单光子探测器对干涉仪输出光量子态进行探测。
参考资料来源：
百度百科-九章 （量子计算原型机）

6. 量子计算机“九章”问世发布了评测，如何评价“九章”？这意味着什么?

评价：这一突破使我国成为全球第二个（第一个为IBM的Q System One）实现“量子优越性”（国外称“量子霸权”）的国家。
重要意义
潘建伟表示，这一成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位。基于“九章”的“高斯玻色取样”算法，未来将在图论、机器学习、量子化学等领域具有重要的潜在应用价值。
2020年12月4日，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”。同天，国际学术期刊《科学》发表了该成果，审稿人评价这是“一个最先进的实验”“一个重大成就”。 

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系统原理
左上方激光系统产生高峰值功率飞秒脉冲； 左方25个光源通过参量下转换过程产生50路单模压缩态输入到右方100模式光量子干涉网络; 最后利用100个高效率超导单光子探测器对干涉仪输出光量子态进行探测。

7. 量子计算机“九章”问世发布了评测，如何评价“九章”？这意味着什么

评价：这一突破使我国成为全球第二个（第一个为IBM的Q System One）实现“量子优越性”（国外称“量子霸权”）的国家。
重要意义
潘建伟表示，这一成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位。基于“九章”的“高斯玻色取样”算法，未来将在图论、机器学习、量子化学等领域具有重要的潜在应用价值。
2020年12月4日，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”。同天，国际学术期刊《科学》发表了该成果，审稿人评价这是“一个最先进的实验”“一个重大成就”。 

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系统原理
左上方激光系统产生高峰值功率飞秒脉冲； 左方25个光源通过参量下转换过程产生50路单模压缩态输入到右方100模式光量子干涉网络; 最后利用100个高效率超导单光子探测器对干涉仪输出光量子态进行探测。

8. 200秒完成6亿年工作，量子计算机“九章”到底有多牛？

2020年的12月4日，中国科学技术大学宣布，量子计算原型机“九章”构建成功。对于“九章”，最近出现了很多相关的文章，但相信，大部分人对于“九章”还是半知不解的。最关键的一点就是，量子计算机“九章”到底牛在哪里？

一、什么是量子计算机？量子计算机是一种量子中央处理器，由量子比特单元组建而成，在运行上面，遵循量子算法。简单的说，量子计算机是运算机器的一种，但其强大的并行计算能力是难以想象的。以同样超牛的超级计算机相比较，可以说是已经不在同一个科技含量的平台上了，量子计算机的运算速度是后者的上万倍。量子计算机的最显著的特点就是运行速度快、处置信息的能力强、可应用的范围广等。和一般的计算机相比较，如果需要处理的信息越多，量子计算机在实施运算时就更加有利，在精准性上也更加有保障。

二、量子计算机“九章”有多牛？想知道量子计算机“九章”到底有多牛，可以用两个简单的比较来看。
1、去年的9月，美国谷歌推出了一款53个量子比特的“悬铃木”，该计算机对一个数学算法的计算时间只需要200秒，而当时的“顶峰”超级计算机堪称世界最快超级计算机，处理这组数学算法需要花费的时间是2天，“悬铃木”实现了“量子优越性”。而“九章”的速度比“悬铃木”要快100亿倍，同时还能弥被其需要依赖样本数量的技术缺陷。
2、以高斯玻色取样类数学算法来说，现在世界上运行速度最快的超级计算机“悬铃木”完成这组算法需要花费的时间是6亿年，而“九章”只需要200秒。

三、量子计算机的应用量子计算机再厉害，如果没有应用场景就等于一切没有意义。量子计算机虽然是量子领域的一个新项目，但大家千万不要认为它离我们现实的生活很远。事实上，量子计算机可以被应用在天气预报、药物研制、交通调度、保密通信、军事等领域。
量子计算机必然会成为下一个高科技的拐点，当然，仅以现在的市场发展来说，一切都还仅仅是一个开始，量子计算机在技术及应用上还有一段很长的路程要走。