量子计算与通信研究的关系,量子通信技术我国取得几维优势?

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关于量子计算与通信研究的问题,小编就整理了2个相关介绍量子计算与通信研究的解答,让我们一起看看吧。

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。

量子通信的应用前景?

前景不错。

我国日前在量子通信领域有重大突破:两个高校团队利用量子安全直接通信原理,首次实现了网络中15个用户之间的安全通信,其传输距离达40千米。该研究为未来基于卫星量子通信网络和全球量子通信网络奠定了基础。

为抢占量子科技国际竞争制高点,国家把量子科技提高到促进国家高质量发展、保障国家安全的高度,要求充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好“先手棋”;科学家们攻坚克难,不断刷新成绩,使我国量子三大领域——量子计算、量子通信、量子精密测量全部位列第一梯队,构筑起了量子科技产业发展新优势,成为全球引领者。

到此,以上就是小编对于量子计算与通信研究的问题就介绍到这了,希望介绍量子计算与通信研究的2点解答对大家有用。

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