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

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

「尊敬的趙立堅，今天我作為澳大利亞人感到非常慚愧。非常抱歉。這10年來一直在努力促進中澳關係。今天是我第一次真正考慮放棄澳洲的國籍了。我10年前離開的澳洲和今天的澳洲完全不一樣了。我都不想回去了。我為您致敬，為您付出的一切致敬。希望我國領導能夠向您學習，這樣世界才能和平繁榮富有。對不起。」

周一晚（11月30日），中國外交部發言人趙立堅推文下出現這樣一條留言，使得澳總理莫里森要求中方道歉一事顯得尤為可笑。

趙立堅的推文。

事緣澳洲在阿富汗的駐軍前承認殘殺平民39人，包括士兵用匕首割喉了兩名年僅14歲的阿富汗兒童。後來有內地插畫師作了諷剌畫，內容描述的是一名澳洲士兵將匕首架在了一名阿富汗兒童的頸上。中國外交部發言人趙立堅在推特轉發了這幅諷剌畫，並留言話: 「對澳洲軍人謀殺平民和囚犯的消息感到震驚。我們強裂譴責這些行，要求肆事者負責。」澳洲總理莫里森卻指趙立堅發佈的推文包含一張「虛假圖片」，要中國道歉。

看見澳洲這個鬧劇，生活在中國多年的廣東廣播電視台主持人Hazza，所以在趙立堅的推文下留言，代他們國家向趙立堅致歉。

Hazza看不過眼，在趙立堅的推文下留言。

Hazza出生於1990年，是廣東廣播電視台主持人。他經常轉發自己的節目視頻及信息，抒發自己對中國的看法。

今年3月CCTV中國緣發佈視頻「歪果仁的抗『疫』vlog：輾轉萬里，澳洲小伙只為回廣州工作」。原來，2月6日，Hazza就從澳洲出發返回廣州工作，口罩上還寫著「中國加油！」

今年2月中國疫情未完全平息，Hazza已從澳洲出發返回廣州工作。

而澳政客最近導演的一場鬧劇，讓有多年在華生活、工作經驗的Hazza看不下去了。

11月30日，在澳總理莫里森「惱羞成怒」要求中方道歉後，Hazza的情緒一直在發酵，並在推特上多次就此事發表看法。他先是發推質問莫里森：「你為了一條推文要求道歉簡直是瘋了。替澳洲的對中國的誹謗向中國道歉吧。說真的，我們是不是失去理智了？」

30日晚，在中國做市場研究、戰略管理咨詢20多年的美國人雷小山（Shaun Rein）同樣發推譴責莫里森破壞中澳關係，讓中國人對澳洲產生負面看法。

Hazza留言說：「我們怎樣才能把這個無知的人(莫理森)趕下台呢？這太過分了。我要放棄我的祖國了。老實說，我都不想再回去了。它看起來就像一個充滿仇恨和敵意的國家。」

而在外國網友質疑澳洲「尋找」新冠病毒來源動機的推文下，他再次吐槽：「我們國家的未來和經濟岌岌可危，而我們的掌舵者是精神病患者。」

Hazza還在CGTN新聞下說要「替他(莫理森)道歉」。

Hazza在CGTN新聞下替莫理森道歉。

此時此刻，他作為澳洲人「感到非常非常羞愧」：「以前，每次有機會回家我都會很興奮，現在我一點都不想回去，甚至是想放棄我澳洲的國籍移民到其它的國家。我感到震撼，都想哭。我愛的澳洲去哪了？」

之後，在趙立堅當晚轉發的介紹「中國最壯觀的橋梁」視頻下，Hazza發出了文章開頭的那段「道歉」。不少中國網友表示這不是Hazza的錯，該反省的是那些無恥政客。

其間有極端的澳洲網民稱Hazza是「叛徒」，以己度人地臆測「如果中國侵略我們，你會鼓掌」。

「中國絕不會這樣做。你應該為散布恐慌和虛假信息而感到羞恥。」Hazza回答。

另外有惡意的中國網友在Hazza的微博下留下了這樣的言論：「提款密碼：我愛中國」又或「外國人致富代碼：我愛中國」。

這樣的猜測受到了一些其他網友的批評，認為「對一個在中國生活十年的外國人，這麼說真的很不禮貌」。

而Hazza本人此前也曾用流利的中文回應過類似質疑。他提出，這是網友「不自信的表現」，如果有人把這樣的標籤貼在他身上，他會特別生氣：

「干嘛呀！我的工作就是國際傳播。我的工作就是分享中國給全世界聽。我就是為人民服務的一個打工仔，好不好~」

「而且，我自己拍的那些視頻，我一分錢都沒有賺。我是用自己的時間，用自己的設備，自己拍攝，自己剪輯。我這樣就是虧錢的密碼好不好~」開完玩笑，他自己先笑了。

對於部分有不當行為的外國人，Hazza也表示了「看不起」：「我想告訴他們：行動勝於語言。」

事實上，Hazza並不吝嗇在社交媒體上表達自己對澳洲的想念。

而他對澳政客的無恥行為有如此大的反應，可能是「愛之深，責之切」吧。