日媒:中国和日本等国开始发力量子计算机(组图)

今年6月,中科大潘建伟团队搭建了超导量子计算原型机,名为“祖冲之”;美国公司谷歌希望在 2029 年开发出第一台商用量子计算机;日本政府计划与约50家日本公司合作成立量子研究小组,以推动量子技术的发展。

量子计算机将在新药研发、密码破解等各方面超越传统计算机,对产业和国家安全战略产生巨大影响,引起世界各国政府和美国等国家的高度重视,中国和日本已经开始努力。

谁是三国赛量子计算机开发领域的佼佼者?

市场潜力巨大可编程计算器怎么用,战略意义重大

量子计算机可以比最好的常规计算机更快地执行一些大规模的计算,并且可以在密码破译、大数据优化、天气预报、药物分析等领域“大显身手”。

《日本经济新闻》7月6日报道称,如果用量子计算机开发划时代的电池和药物,将造福全人类。在更高的层面上,量子计算机有望破解网络密码,从而影响安全,掌握量子技术的国家将在高科技领域占据领先地位。

据波士顿咨询集团称,到 2050 年,量子计算机预计将产生 8500 亿美元的利润。日本《设计新闻》网站在 7 月 6 日的报道中也指出,未来 30 年量子计算机市场规模有望达到 1 万亿美元。

美国:2029年开发商用量子计算机

正是量子计算机的潜力和“财务”能力让政府、企业和科学家“竞争”。

谷歌今年 5 月宣布,正在推进其量子计算机开发计划,目标是在 2029 年开发出第一台商用量子计算机。

事实上,早在 2019 年,谷歌就利用其 53 量子比特的量子计算机“Plane Tree”解决了最前沿的超级计算机“峰会”(Summit)需要 1 万年才能在 200 秒内解决的问题。“量子霸权”的突破——“量子霸权”用来表示“在存储和通信带宽呈指数级增长后,量子计算机具备了传统超级计算机所不具备的能力”。

谷歌正在考虑的是“作为通用产品的量子计算机”,他们希望用它来解决现有计算机无法解决的各种问题,例如帮助开发新材料以应对气候变化,以及抑制全球流行病的药物。

要解决设想的问题,目前的量子比特数还远远不够。谷歌计划将量子比特数增加到 100 万,还将解决计算错误的最大问题。但加入量子比特意味着计算机的布线和控制更加困难,因此需要大规模的技术创新,为此谷歌在美国加利福尼亚州设立了新的研发基地。

据《科学》杂志报道,去年 9 月,IBM 表示将在 2023 年之前建造一台包含 1000 个量子比特的量子计算机,同时提高容错率。

图片[1]-日媒:中国和日本等国开始发力量子计算机(组图)-老王博客

从国家层面看,2018年美国敲定了以量子计算机为核心的量子信息科学领域国家战略,实施了《国家量子倡议法案》,五年投资高达13亿美元。

中国:弯道超车实现“量子霸权”

Design News 网站报道说,制造量子比特有几种不同的方法:超导、光子学、离子阱和半导体(硅)中的电子自旋。

目前,谷歌和IBM一直致力于开发使用零电阻超导电路的量子计算机。

在这方面,中国已经落后了。据《科学》杂志报道,今年5月,潘建伟院士团队宣布成功打造超导量子比特数最多、62位的可编程超导量子计算原型“祖冲之”,实现了可编程超导量子计算。计算原型“祖冲之”。二维量子游走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用。今年6月,研究团队再接再厉,成功将“祖冲之”从62个超导量子比特升级到66个超导量子比特,让世界最强超级计算机在最短8年内1.2小时完成. 任务。

除了超导方法,中国科学技术大学早在2020年就采用光子方法,实现了继谷歌之后的“量子霸权”:成功构建了76个量子比特(光子)的量子计算原型“九章”。据悉,在求解5000万个样本的高斯玻色采样时,目前世界上最快的超级计算机预计需要6亿年,而《九章》只需要200秒。

研究团队表示:“希望通过 15 到 20 年的努力,可以开发出通用的量子计算机,解决一些广泛使用的问题,例如密码分析、天气预报、药物设计等,同时进一步探索物理、化学和生物学。该领域的一些复杂问题。

此外,阿里巴巴集团还将研发量子计算机。2015年,公司与中科院建立量子计算实验室,2018年推出可通过云平台使用的服务。

日本:采取不同方式加快步伐

日本也不甘示弱,加快了量子计算机的发展步伐。今年4月,日本富士通公司宣布,将与理化研究所(RIKEN)合作,在后者现有的先进超导量子计算技术研究的基础上,在未来几年内打造1000个量子比特的量子计算机。

据《日本经济新闻》5月报道,以丰田、东芝和日本电气为代表的50家公司计划建立量子技术研究协议,以推动量子技术的发展。

然而,日本的量子计算机发展路线与中美并不完全相同。谷歌等公司使用一种称为“量子门”的方法来开发量子计算机。这台量子计算机被称为“万能”,因为它可以处理任何计算任务,但缺点是量子比特难以保持稳定,而且难度随着时间的推移而增加。随着量子比特数的增加而增加。

日本备受期待的方法被称为“量子退火”。这台量子计算机的特点是可以从海量的选项中快速找到最佳答案,而且比量子门法更稳定。但是,应用量子退火算法的量子计算机不再是通用的量子计算机,而是解决组合优化问题的专用机器,也称为专用量子计算机。许多日本公司,包括日本电气,目前都在探索这种方式。

据日本媒体 2019 年 7 月报道,日本国立信息科学研究所开发的量子退火机,其性能超过了现有的量子计算机。NEC 于 2018 年 12 月公布了量子退火机研发计划,最终目标是打造能够支持 100,000 个量子比特的量子退火机。

虽然研发工作如火如荼,但量子计算机距离严格意义上的大规模商用还有一段时间。科学进步从来都是漫漫长路。要开发出易于创建、管理和扩展的商用量子计算机,各国仍需加大投入可编程计算器怎么用,研究人员上下打量。

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