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中國量子計算研究重大突破 比超級電腦快千萬倍!

博客文章

中國量子計算研究重大突破 比超級電腦快千萬倍!
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中國量子計算研究重大突破 比超級電腦快千萬倍!

2021年10月26日 11:12 最後更新:11:14

中國超級電腦科技再有突破。

近日,中科院量子資訊與量子科技創新研究院科研團隊,在「超導量子」和「光量子」兩種系統的量子計算方面取得重要進展,使我國成為目前世界上唯一在兩種物理體系達到「量子計算優越性」里程碑的國家。

經過研究攻關,超導量子計算研究團隊構建了66比特可程式設計超導量子計算原型機「祖沖之二號」,實現了對「量子隨機線路取樣」任務的快速求解,比目前最快的超級電腦快一千萬倍,計算複雜度比谷歌的超導量子計算原型機「懸鈴木」高一百萬倍,使得我國首次在超導體系達到了「量子計算優越性」里程碑。

所謂量子計算優越性(Quantum Advantage),或稱量子霸權(quantum supremacy),是指用量子電腦解決古典電腦難以解決的問題,問題本身未必需要有實際應用。量子計算優越性則是指量子電腦在解決實務問題上能比古典電腦更快而帶來的優勢,從計算複雜性理論的角度來說,這通常代表量子電腦相對最佳古典演算法的加速是超多項式的。

九章二號144模式干涉儀(部分)實驗照片。

九章二號144模式干涉儀(部分)實驗照片。

中國的光量子計算研究團隊構建了113個光子144模式的量子計算原型機「九章二號」,處理特定問題的速度比超級電腦快億億億倍,並增強了光量子計算原型機的程式設計計算能力。

論文數據圖。a圖表示輸出態空間的維度。b圖表示光量子計算原型機相比超算的優勢倍數。

論文數據圖。a圖表示輸出態空間的維度。b圖表示光量子計算原型機相比超算的優勢倍數。

中國科學技術大學教授陸朝陽:我們把之前的九章光量子電腦從之前的76個光子增加到了113個光子,比超級電腦快億億億倍。

超導量子比特與光量子比特是國際公認的有望實現可擴展量子計算的物理體系。量子電腦對特定問題的求解超越超級電腦即量子計算優越性,是量子計算發展的第一個里程碑。

中國科學院院士潘建偉話,下一步我們希望能夠通過4到5年的努力實現量子糾錯,在使用量子糾錯的基礎之上,我們就可以來探索用一些專用的量子電腦或者量子類比機來解決一些具有重大應用價值的科學問題。




毛拍手

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

「月球是起點,國際月球科研站支撐人類走向更遠深空。」除了載人航天取得的成就,中國牽頭組織的國際月球科研站計劃,未來又是什麽樣?

國家航天局公佈國際月球科研站概念影片。

國家航天局公佈國際月球科研站概念影片。

4月24日是第九個中國航天日。當日,國家航天局通過一小段影片,公布了探月工程的最新進展,令所有人一睹為快。

國際月球科研站計劃由中國牽頭發起,已經吸引10多個國家和機構加入,並計劃在2035年前建成基本型,以月球南極為核心開展月球環境探測和資源利用試驗驗證。拓展型建設以月球軌道站為樞紐,計劃2045年前建成。

從國際月球科研站概念視頻中可以看到,國際月球科研站擁有多種多樣的功能。

為什麽要建國際月球科研站?又要怎麽建?

國際月球科研站是在月球表面或月球軌道上,建設可進行月球自身探索和利用等多學科多目標科研活動、長期自主運行的綜合性科學實驗基地。

隨著深空探測技術、經驗的不斷積累,中國也已制定了對深空和國際月球科研站的研究方向。

中國探月工程總設計師吳偉仁。

中國探月工程總設計師吳偉仁。

中國探月工程總設計師吳偉仁稱:「過去我們能够到達月球,現在我們主要是要到上面去開展科學實驗;過去都是到某一個點去,現在可能要大面積探索,要深入探索;過去都是以政府主導,現在開始向政府來牽引商業航天積極參與轉變;多個國家或國際組織聯合起來共同來進行探測。」

吳偉仁介紹,國際月球科研站將按照2個階段分步實施,第一步是基本型建設階段,2035年前,以月球南極為核心,建成功能基本齊備、要素基本配套的綜合科學設施。第二步是拓展型建設階段,2045年前,以月球軌道站為樞紐,建成功能完善、相當規模、穩定運行的設備設施。

吳偉仁稱,月球這是一個起點,國際月球科研站就為以後人類走向更遠深空提供一個長時間科研研究、長時間能够在上面進行作業、進行工作、進行生活,為以後奔向火星,奔向更遠的深空做技術儲備和物資、智力上這方面的儲備。

另外,在4月24日上午舉行的神舟十八號載人飛行任務新聞發布會上,中國載人航天工程辦公室副主任林西强介紹說,2030年前實現中國人登陸月球各系統正按計劃開展研製建設。

中國載人航天工程辦公室副主任林西强。

中國載人航天工程辦公室副主任林西强。

2023年,載人月球探測工程經中央政府批准啟動實施,總體目標是2030年前實現中國人登陸月球。

據悉,中國第四批航天員選拔即將完成,不久將正式對外發布相關信息。第四批航天員入隊後,將和現役航天員一起,實施空間站後續任務,+實現中國人登陸月球。

目前,長征十號運載火箭、夢舟載人飛船、攬月月面著陸器、登月服等主要飛行産品均已完成方案研製工作,正在全面開展初樣産品生産和各項試驗。飛船、著陸器已基本完成力熱試驗産品研製,火箭正在開展各型發動機地面試車,文昌載人月球探測發射場建設全面啟動實施,向全社會公開徵集的載人月球車、月面載荷方案正在進行競爭擇優。

相比空間站任務,登月任務中航天員需要訓練掌握夢舟飛船和攬月著陸器正常以及應急飛行情况下的操作,月面出/進艙,六分之一重力條件下負重行走,月球車遠距離駕駛,月面鑽探、采樣和科學考察等技能。

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