2024-09-20 14:39:42 阅读(31) 悠嘻资讯网
美国媒体称，有史(shi)以来第一次，用光子建造的量(liang)子计算机的性能甚至超过了运算(suan)速度最快的经典超级计算机。
据《科(ke)学美国人》月刊网站12月3日(ri)消息，由中国科技大学潘建伟和陆朝(chao)阳领导的物理学家团队实现了& quot高斯玻色采样& quot通过使用量子计算原型(xing)& quot九章& quot。国际学术期刊《科学》在线发表的论文显示，该(gai)结果是76个探测到的光子，远远(yuan)超过了之前5个探测到(dao)的光子的记录和经典超级计算(suan)机的计算能力。
光量子干尚力(li)财经小编2022涉的物理示意图。(中国科技(ji)大学网站)
报道，与传(chuan)统的用硅处理器建造的计算(suan)机不同，& quot九章& quot量子计算机是由激光(guang)器、反射镜、棱镜和光子探测器组(zu)成的精密台式设备。它不是一台(tai)有朝一日可以发送电子邮件或存储(chu)文档的通用计算机，但它(ta)可以展示量子计算技术的潜力。计(ji)算能力远超经典计算机去年谷(gu)歌上了头条，其& quot西(xi)克莫& quot量子处理(li)器花了大约3分钟(zhong)完成了超级计算机(ji)需要1万年才能完成的任务。在论(lun)文中，中国科学技术大学的(de)研究小组估计，如果超级计算(suan)机“太湖之光”世界之最& # 039；的(de)顶级超级计算机，被用来执(zhi)行第九章中完成的运算任务。报告指出，这只是科学家第二次(ci)证明& quot量子霸权& quot。这个术语描述的是，在某个时刻(ke)，量子计算机在速度上以指(zhi)数级超越任何经典计算机，尚力财经小编2022从而实际上(shang)完成其他设备可以完成的计算任务& # 039；t. 这一(yi)次，不仅原理得到了(le)证明，而且有一些迹象表明& quot高斯玻色采样& quot可能有实际应用(yong)，比如解决量子化学和数学中的特(te)殊问题。更广泛地说，掌(zhang)握将光子控制为量子比(bi)特的能力是构建任(ren)何大规模量子互联网(wang)的先决条件。量子比特类似于经典计算(suan)中用来表示信息的比特。 Scott aronson目前是奥斯汀德克萨斯大学的(de)一名理论计算机科学家。2011年，他和当时他的学生(sheng)亚历克斯阿尔希波夫(Alex arkhipov)率先解释(shi)了玻色采样的基本原(yuan)理。阿伦森说，多年来(lai)，玻色取样实验一直被限制在只(zhi)有大约3到5个光子，这是& quot远(yuan)离量子霸权& quot。他说，& quot扩大规模非常困难(nan)。向他们致敬。"据报道，在过去的几(ji)年里，量子计算技术已经从默(mo)默无闻跃升为一项(xiang)价值数十亿美元的事业，其(qi)对国家安全、全球经济以及物理学(xue)和计算机科学基础(chu)的潜在影响也得到认(ren)可。2019年，美国《国家量子计划法》签署成为法律，未(wei)来10年美国打算在量子技术上(shang)投资超过12亿美元。这个领域也(ye)吸引了相当多的(de)炒作。有人公布了不切实际的时间表，也有人吹嘘量子计算机将彻底让(rang)经典计算机过时。技术路(lu)线与谷歌不同报告认为，中国科大团队展示量子计算(suan)潜力的最新行动至关重要，因为其方法(fa)与谷歌截然不同(tong)。"西克莫& quot利用金属(shu)超导环形成量子比特(te)，在第九章中，光子本(ben)身就是量子比特。陆朝(chao)阳说，这进一步独立证明了量子计算原(yuan)理甚至可以实现& quot量子(zi)霸权& quot在(zai)完全不同的硬件上。"因此，我们相信，从长远来看，建造一个有(you)用的量子模拟器和容错量子计算机最(zui)终是可行的。为什么量子计算机(ji)潜力巨大？想起著名的双缝实验。在这(zhe)个实验中，一个光子被射(she)到一个有两个狭缝A和B的(de)屏障上。光子不(bu)通过狭缝A或狭缝B.相反，双缝实验证明光子处于& quot叠加& quot状态，即穿越狭缝A和(he)穿越狭缝b两种可能的组合。理论上，量子计算机在利用叠加等量子(zi)特性解决一些特定问(wen)题时，相比经典计算机(ji)可以实现指数级提速。去年，中科大团队论证了14光子玻色采样3354笔记本电脑很(hen)难完成这个任务，但超(chao)级计算机可以轻松完成。为了扩(kuo)大规模，最终实现量子霸权，他们采(cai)用了一种略有不同的程(cheng)序，即& quot高斯玻(bo)色采样& quot。德国帕德博恩大学量(liang)子光学专家、高斯玻色采样的开发者(zhe)之一克里斯蒂娜西尔伯霍(huo)恩(Christina Silberhorn)表示，这项技术是为(wei)了避免阿隆森和阿(a)尔希波夫的香草玻色采(cai)样中使用的不可靠的单光子。工作的复杂性令人望而生畏报道称，西尔伯霍恩承认，即(ji)便如此，中科大的安装复杂性仍然令人(ren)望而生畏。第九章的操(cao)作从一束激光束开始(shi)，分成几束照射25块磷酸氧(yang)钛钾制成的晶体。每(mei)个晶体被击中后，都会可靠地向两个相反的方向吐出光子(zi)。然后，这些光子被发送到100个输入终端，在(zai)那里它们迅速通过(guo)由300个棱镜和(he)75个镜子组成的路径。最后，这些光子降落在100个狭(xia)缝中，并在那里被检测到。实验平均运(yun)行时间超过200秒，中科大团(tuan)队每次运行平均探测到约(yue)43个光子。但是在一次操作中，他(ta)们观察到了76个光子，——，这足以(yi)证明他们的量子(zi)霸权的说法。据报道，很难估计(ji)一台超级计算机解决(jue)76个测量光子的分布问题(ti)需要多长时间。其中一大原因是(shi)25亿年内运行一台超级计算机(ji)进行直接验证是不可(ke)行的。相反，当涉及少量光子时，研(yan)究人员根据经典计算技术的计算时间进(jin)行了计算。研究人员声称，在最成(cheng)功的情况下，超级计算机需要两(liang)天才能解决50个(ge)光子的分布问题。的名称& quot九(jiu)章& quot出自《九章算术》这本(ben)书，这是一本影响力堪(kan)比欧几里得的中国古代教(jiao)科书& # 039；s 《几(ji)何原本》。
