中国可能已在量子计算竞争中取得领先
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最近,中国宣布其量子计算打破了解决复杂问题的记录,这意味着中国可能在实用量子计算竞赛中处于世界领先地位。中国创纪录的处理器比谷歌三年前的速度快100万倍——但量子时代的到来还需要时间。

2019年,谷歌报告称其53量子比特的Sycamore处理器在3.3分钟内完成了一项传统超级计算机至少需要2.5天才能完成的任务。据报道,2021年10月,中国的66比特祖冲之二代量子处理器以100万倍的速度完成了相同的任务。该处理器由中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心的一组研究人员与上海技术物理研究所和上海微系统与信息技术研究所联合开发。

近年来,中国取得了几项显著进步。2020年,中国领先的量子计算学者潘建伟的母校中国科学技术大学进行了第一次天基量子通信,利用墨子号卫星在相隔超过1000英里的两个地面站之间建立了超安全的数据链路。10月,一个中国团队报告称,基于光的“九章二号”处理器可以在一毫秒内完成传统计算机需要30万亿年才能完成的任务。这一突破标志着量子处理器新的最高速度,其量子位是基于光子的,而不是超导的。超导计算机运行所需的量子态是微妙的,可能不稳定,而且容易造成大量错误。但基于光子的超级计算机也有缺点,由于光子的微妙存在状态,其数量很难增加。哪种方法会更普遍还有待观察。

这些成就源于中国对量子计算研究的重视。据报道,中国在该领域投资了100亿美元,2021年国家研发支出增加了7%。相比之下,美国政府在新的国家战略下,2018年仅投入了12亿美元用于量子计算研究。2021年,参议院通过了一项法案,决定在国家科学基金会设立技术和创新局,并在2022年至2026年期间增加290亿美元用于量子计算和人工智能的研究,但这项法案需要与众议院上个月通过的类似法案进行协调。中国研究人员、公司和机构现在拥有的量子技术专利比美国多。一年前,美国商务部将中国7个超级计算实体列入黑名单。

距离真正的量子计算时代到来还有几年时间。目前,大多数量子计算机能够以大约50个量子比特连贯地运行。虽然要实现量子计算在密码破译方面的全部潜力需要数千个量子比特,但目前正在不断取得进步。据报道,国际商业机器公司(IBM)在2021年11月生产了一台127量子比特的超导量子计算机,打算在今年推出一款400量子比特的处理器,并计划在2023年生产一台1000量子比特的处理器。

鉴于量子计算在各个领域的巨大战略潜力,这场竞争只会在不久的将来变得更加激烈。美国能否跟上步伐还有待观察


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