量子计算带来什么好处和坏处,量子通信技术我国取得几维优势?

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量子通信技术我国取得几维优势?

我国成为第二个实现量子霸权的国家,量子霸权是指,量子计算装置在特定测试案例上,表现出超越所有经典计算机的计算能力。简单来说,就是量子计算机的算力比现在的如超级计算机的算力还要强。

量子霸权概念被美国谷歌首先提出,并于去年推出了53个量子比特的计算机“悬铃木”,实现了量子霸权。而今天,我国中科院院士潘建伟团队、中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心共同合作,成功构建了76个光子的量子计算原型机“九章”。

首先在计算能力上,等效来看,九章是谷歌悬铃木的100亿倍。我们不妨看一下公布出来的算力举例。首先是谷歌的悬铃木,其计算一个数学模型,需要200秒,当时最快的超计算机需要2天,这样看的话,悬铃木的确要快很多。那么九章呢?在计算求解5000万个样本的高斯玻色取样时,九章同样需200秒,但目前世界最快的超级计算机“富岳”需6亿年。因此这么对比来看的话,就能更直观地理解,为何九章的等效计算能力是谷歌悬铃木的100亿倍了,但九章除了这一明显优势外,还有三大明显优势。

第一、运行环境

可能很多人对运行环境比较模糊,但如果你知道谷歌悬铃木的运行环境,或许会大吃一惊,它需要全程运行在-273.12℃超低温环境,不仅温度很低,而且温度数值还要求的如此精确。

但九章就不同了,除了探测部分4K外,只需要运行在室温环境即可,这算是一个巨大的进步。

第二、不依赖样本数量

这是什么意思呢?我们同样用举例来说明,上面说到,谷歌的悬铃木用200秒就解决了超级计算机2天的任务,那是基于100万个样本,如果样本数量增加呢?例如增加到100亿个样本,超级计算机其实还是用2天,但悬铃木就要用20天了。那我们继续来对比九章,九章计算5000万个样本用时200秒,超级计算机要用6亿年,同样将样本数量增加到100亿个,九章需要用10个小时,而超级计算机需要用1200亿年。这就是九章的巨大优势,要知道,宇宙的年龄也才137亿年。

第三、输出态空间

这个词就不容易通过字面来理解了,不过并不复杂。量子计算的基础是量子纠缠,而量子输出态空间,就是量子纠缠可能出现的状态的数量。量子纠缠状态的数量,同时就影响着量子计算的能力,在对比上来看,九章要比悬铃木高出14个指数级,悬铃木为10的16次方,而九章为10的30次方。

所以我们综合对比来看,尽管九章和悬铃木都还是处在量子霸权阶段的产物,但显然,九章已经更接近量子计算的第二阶段,也就是走向专用领域的实用层面。而第三阶段,就是在继续提升量子计算的计算能力的同时,发展量子计算的可编程性,将量子计算走向通用,也就是与我们大众真正见面的日子了。

量子计算机是因为它具有什么能力?

量子计算具有以下能力:

- 快速复杂任务处理:量子计算机可以快速处理极其复杂的任务,这对于解决规模极大的问题,如地球气候预报、量子计算机模拟等来说,是十分关键的。

- 改进人工智能:量子计算能力可以改进传统的机器学习和人工智能技术,使其更加准确和快速,使其能够发挥更好的作用。

- 加密和抗破解能力:量子计算机可以提供更安全,抵抗攻击的和加密技术,从而使网络信息更加安全。

- 更加可靠的统计分析和模型:量子计算技术能够更好地处理大型数据集,并精确快速地建立可信的统计模型,从而使得研究和分析的结果更加可靠准确。

到此,以上就是小编对于量子计算带来什么好处的问题就介绍到这了,希望介绍量子计算带来什么好处的2点解答对大家有用。

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