近日，在安徽合肥本源量子實驗室一樓展示大廳，4臺近2米高的“中國造”量子計算機亮相，讓觀眾零距離了解現(xiàn)實版《流浪地球2》中的量子計算機雛形。

本源量子對外發(fā)布的中國首個量子計算操作系統(tǒng)“本源司南”。來源：視覺中國

要了解量子計算機，首先要知道量子是什么？一份一份的、不連續(xù)的稱之為量子化。量子化的微觀粒子就是量子。量子的概念最早出現(xiàn)在科學(xué)家解釋黑體輻射的理論中。德國物理學(xué)家普朗克提出了量子化的觀念。他認為微觀世界中的電磁波絕不是連續(xù)的，應(yīng)是一份一份的。美國物理學(xué)家密立根通過油滴實驗證明了電荷并不是連續(xù)的，而是量子化的，每一份就是一個元電荷，任何電荷所帶電荷量均應(yīng)是元電荷電荷量的整數(shù)倍。

那么，什么是量子計算機呢？量子理論與計算機相結(jié)合，就有了量子計算機。量子計算機是基于量子理論進行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的高新科技產(chǎn)品。在傳統(tǒng)計算機中，基本信息單位為比特，運算對象是各種比特序列。與此類似，量子計算機也有自己的基本單位——昆比特。昆比特又稱量子比特，運算對象是量子比特序列。

20世紀80年代初期，貝尼奧夫首先提出了量子計算的思想。1982年，費因曼發(fā)展了貝尼奧夫的設(shè)想，提出量子計算機可以模擬其他量子系統(tǒng)，這被認為是最早量子計算機的思想。隨后，在1994年，彼得·秀爾提出了量子質(zhì)因子分解算法，這是量子計算機領(lǐng)域研究的一個階段性跨越。

量子計算機的主要特點是運行速度較快、處置信息能力較強、應(yīng)用范圍較廣等。與一般計算機比較起來，信息處理量愈多，對于量子計算機實施運算也就愈加有利，也就更能確保運算具備精準性。

當前，量子計算機研制方面取得了重大進展。2017年，谷歌在53個量子比特的超導(dǎo)計算機上進行了隨機量子線路模擬。2020年，潘建偉團隊在光量子計算機“九章”上進行了大規(guī)模高斯玻色采樣。2021年，潘建偉團隊成功研制出全球超導(dǎo)量子比特數(shù)量最多的量子計算原型機“祖沖之號”，實現(xiàn)了可編程二維62比特量子處理器上的量子行走。美國研究人員首次利用量子計算機模擬出“全息蟲洞”，相關(guān)研究成果于2022年12月1日以封面文章形式在國際期刊《自然》發(fā)表。可以看出，經(jīng)過多年的量子信息技術(shù)發(fā)展，量子計算機正在穩(wěn)步前進。

20世紀，物理學(xué)天空中最閃亮的幾顆新星之一當數(shù)量子力學(xué)的提出與發(fā)展。與此同時，電子計算機的誕生也深刻地改變了世界。量子力學(xué)與計算機科學(xué)在20世紀80年代開始結(jié)合，并誕生了一個多學(xué)科交叉與融合的新學(xué)科方向——量子計算。它在備受關(guān)注中快速發(fā)展，并有可能產(chǎn)生足以改變傳統(tǒng)計算模式，從而對人類文明產(chǎn)生巨大推動的計算工具——量子計算機。

量子計算機受到廣泛關(guān)注的主要原因，是它有可能突破當前經(jīng)典計算機的算力極限，有望解決一些經(jīng)典計算機難以解決的問題。雖然在量子計算機領(lǐng)域已經(jīng)獲得了大量的可喜成果，但是我們還有很多未知的知識需要不斷探索與發(fā)現(xiàn)。

免責(zé)聲明：本文是學(xué)習(xí)強國轉(zhuǎn)載，版權(quán)歸原作者所有。所以注明轉(zhuǎn)載來源。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知，我們將立即刪除內(nèi)容！本文內(nèi)容為原作者觀點，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責(zé)。