200秒完成6億年工作，中國量子計算機「九章」如何碾壓美國和日本的計算機？

中國量子計算機「九章」花200秒能完成的工作，目前世界上最快的超級計算機「富岳」（日本富士通與日本理化學研究所共同開發的超級電腦），要工作6億年。

中國的「九章」面世。

12月4日，中國科學技術大學宣佈潘建偉、陸朝陽等的研究團隊，成功構建76個光子的量子計算機「九章」，根據現有理論，它比日本的「富岳」超級計算機快100萬億倍。

《科學》期刊也在刊登了這一重磅成果。

100萬億，就是1後面跟著足足14個0，這個巨大的數字讓人頭暈目眩。頂級學術期刊《科學》也在今天刊登了這一重磅成果，審稿人們的評價同樣難掩激動：「一個重大成就」、「一個最先進的實驗」。

媒體第一時間，求教「九章」團隊核心成員、2019年「科學探索獎」獲獎人、中科大教授陸朝陽，只想搞清楚一個問題：「九章」，這個得名於中國古代最早數學專著《九章算術》的量子計算原型機，到底有多厲害？

中科大教授陸朝陽。

對「九章」的每一篇報道，都會提到一個詞「量子優越性」。有了「九章」，中國成為全球第二個實現「量子優越性」的國家，也確立了國際量子計算研究中第一方陣的地位。

什麼是「量子優越性」？陸朝陽這樣告訴我們：「如果量子計算原型機，在某個問題上的計算能力超過了最強的傳統計算機，就證明量子計算在未來有多方超越的可能。」

或者說得再通俗一點。儘管理論勾勒出的美好前景令人神往，但量子計算還需要在現實中證明自己的實力。科學家們選擇了極端複雜的問題來考驗量子計算，讓它在實際應用中「秀出肌肉」。證明「量子優越性」，被認為是量子計算從理論到實踐「里程碑式的轉折點」。

「我行。」這是「九章」給出的答案。如果將樣本擴大到100億個，「九章」只需要10小時，但超級計算機需要1200億年，而地球從誕生至今，只有約46億年。通過「九章」，量子計算的並行計算能力，全面碾壓了傳統計算機。這就是「量子優越性」，因為差距過於誇張，」量子優越性「甚至被稱為「量子霸權」。

「九章」的主要對手，是美國谷歌的量子計算機「懸鈴木」，也可以算一筆賬。

「懸鈴木」選擇解決的問題，大方向也都是量子採樣，「九章」主攻「高斯玻色採樣」，「懸鈴木」選擇「隨機線路採樣」。

懸鈴屠龍 號令天下 九章不出 誰與爭鋒 。中國科學技術大學 圖片

相比「懸鈴木」，「九章」有三大優勢：一是速度更快。雖然算的不是同一個數學問題，但與最快的超算等效比較，「九章」比「懸鈴木」快100億倍。

二是環境適應性。由於採用超導體系，「懸鈴木」必須全程在零下273.12℃（30mK）的超低溫環境下運行，而「九章」除了探測部分需要零下269.12攝氏度的環境外，其他部分可以在室溫下運行。

三是彌補了技術漏洞。「懸鈴木」只有在小樣本的情況下快於超算，「九章」在小樣本和大樣本上均快於超算。

「九章」開發者陸朝陽說，「打個比方，就是谷歌的機器短跑可以跑贏超算，長跑跑不贏；我們的機器短跑和長跑都能跑贏。」

「九章」的輸出態空間（量子糾纏可能出現的狀態）達到了10的30次方，記錄這些狀態，用光世界上左右的內存、硬盤、光盤還不夠，「懸鈴木」的輸出態空間則是10的16次方，兩者相差十幾個數量級。」陸朝陽表示。

值得一提的是，量子計算走到今天，已然展現出了誘人的應用前景。基於「九章號」量子計算原型機的「高斯玻色取樣算法」在圖論、機器學習、量子化學等領域具有潛在應用，將是後續發展的重要方向。

50匹馬和一根頭髮絲。

「我們需要50路光子同時通過20多米的光層，每一路都要保持25納米的精度，這相當於你讓50匹馬一起跑過100公里，必須同時到達，每匹馬的誤差，不能超過一根頭髮絲。」陸朝陽對於「九章」實現難度的形容，讓人倒抽一口冷氣。

「從工作想法來說，‘九章’的創新在於以壓縮態作為輸入來源，來做高斯玻色採樣，在具體實現方面，發展了四項關鍵性的技術。」陸朝陽介紹說。證明「量子優越性」不光要能計算，還要能出題，能測量。

「50匹馬和一根頭髮絲的比喻，是在形容我們達到的10的負9次方的鎖相精度，除此之外，我們還提供了國際上唯一一個具備高效率、高全同性、高亮度和大規模擴展能力的量子光源，構建起大規模、全聯通、通過率接近100%的矩陣相位，還能以非常高的效率來探測收集到的單光子，這其中每一項，都是一個很大的挑戰。」陸朝陽進一步解釋。

高品質光子源、高精度鎖相、規模化干涉……一項項創新與突破，讓「九章」後來居上。專用機？通用機？「九章」的強悍實力，讓圍觀群眾很難不隨之聯想，「除了實現‘量子優越性’，只能解決特定問題的‘九章’還有什麼用？」再進一步，就像傳統計算機花了20多年，走過從專用到通用的歷程一樣，我們離通用量子計算機還有多遠？

「很多人對通用量子計算機，有非常強大的執念。」陸朝陽說，「其實我想告訴大家，如果我們能產生一些有實用價值的專用量子計算機，已經有很大的社會和商業價值，比如‘九章’解決的，其實是數學問題，未來可以映射到制藥、材料設計等很多領域，每個問題的解決，可能都是個百億美元級別的產業。」

「九章」相當於76個量子比特，而通用量子計算機可能需要上千萬個量子比特。「過高的期望，隨之會產生大量的泡沫。」陸朝陽介紹說，「對於通用量子計算機，我們普遍認為，還需要15-20年的時間，每一個專用機，都是量子計算前進路上的墊腳石。只有一步一步走，沿途下蛋，才能保證量子計算領域的健康發展，避免‘量子寒冬’的到來。」

毛拍手

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日本發佈2024年版《外交藍皮書》，時隔5年重申「中日戰略互惠關係」，對此如何看？

深圳衛視直新聞特約評論員庚欣解讀了日本的意圖。

庚欣話，這次庚欣，再次重申「中日戰略互惠關係」，並強調了「構建穩定、建設性的中日關係的重要性」。這表明日本岸田政府在內外交困之中，依然希望在與美國強化關係的同時，和中國也保持「鬥而不破」的關係定位，強調保持建設性的穩定關係對兩國非常重要，雙方需要推進「戰略互惠關係」。當然，這也是在重申去年11月，兩國領導人對中日「全面推進戰略互惠關係」的共識性再定位。

日本發佈2024年版《外交藍皮書》。

庚欣指出，日本這次談及的「戰略互惠關係」，是2008年胡錦濤主席訪問日本之時，雙方發表的《中日關於全面推進戰略互惠關係的聯合聲明》所提出的，中日戰略互惠關係的確立，其實就類似於今天中美關係要扣好的「第一粒鈕釦」的意義，這是中日關係一次重大的進展。

其實，百年來的中日關係一直都存在誰來主導、走向何方的問題。當然這中間有美國的因素，因為日美在二戰後至今的制度安排上，是美國在直接影響甚至在重大問題上主導著日本的一些外交決策。但是，在中日互動中，中方是主導的一方，而在建交之後開啟的中日關係發展的熱潮中，中方倡導的以「友好外交、人民外交、和平外交」為主要特徵的中日關係發展，應該說一直是順暢的。

但是，近年來，由於日本面對著「百年變局」等各種各樣的壓力。首先是中日關係力量對比的顯著變化。中國從以前遠遠落後於日本的經濟發展，到2010年經濟總量開始超越日本，到之後的十幾年間，中國的GDP已經是日本的三倍以上。而日本則明顯感受到了這樣的變化和壓力。而且伴隨中日經濟和綜合實力的這種明顯的變化，同時呈現出中日關係似乎在向著負面的方向發展。在中日經貿額不斷增長的同時，中日之間的政治信任和民間感情卻似乎在不斷的下降，這種微妙、複雜的中日關係取態，對中日都是壓力很大的，對日本尤其如此。

同時，中日兩國在戰後一直就存在很多既有的矛盾，比如「東亞爭雄」的問題、「歷史認識」的問題、台灣問題、兩國的領海劃界問題等等。近年來，中日都在走向大國化的進程中，又不斷地發生摩擦和碰撞。一定程度上，這也是日方近年少提甚至不提「中日戰略互惠關係」的原因。

那麼日本重申「中日戰略互惠關係」，對中日關係意味著什麼？日方還有政策調整嗎？

庚欣認為，日本是一個島嶼國家，所謂島嶼國家，就必須要成為「陸海聯動」的橋樑。但是，從戰後幾十年的實踐來看，日本和周邊各國的關係發展並不融洽。另外，日本畢竟是個經濟大國，它的經貿關係主要是靠和中國、韓國等亞洲國家的互動，而不是依靠美國。現在日本和中國每年經貿額達到3600多億美元，而和美國的經貿額只有中日經貿額的一半左右。地緣關係上大家又是「搬不走的鄰居」，這些都使得日本處處進退兩難。

其實，日本無論是自身的穩定、還是經濟繁榮以及大國化進程，都處處離不開中國。這就是為什麼近兩年來，岸田似乎和拜登走得很近，爭相送「投名狀」，但實際上他也在很積極地推動日本加入RCEP，加強和中國及亞洲的這種實質性的合作關係，以穩定自身的經濟發展和社會生活。就在最近兩天，他跑到美國去和拜登「秀恩愛」的同時，又和中韓兩國爭取要在五月份舉辦中日韓領導人會議，推動中日韓的合作。這些看似矛盾的表現，正是日本今天面對兩難困境和自身國家發展「焦慮」的一個真實寫照，美國的焦慮是「霸權的焦慮」，日本的焦慮可是「生死的煩惱」，所以就更顯得進退失據、捉襟見肘。

4月11日，日本首相岸田文雄向美國國會參眾兩院聯席會議發表演講。

他認為，從這種意義上說，中國尤其要冷靜、準確地把握美日各自的矛盾，特別要重視日本的動向，調動中日關係中的積極因素，注意克服消極因素，中日關係也要扣好第一粒鈕釦，重建「戰略互惠關係」就是今天中日關係的第一粒鈕釦，進而也同樣用「和為貴、穩為重、信為本」的方針來建立中日相處之道，牢牢掌握住中日關係的主導權。