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潘建伟的量子计算机都出来了,我的笔记本是不是可以扔了?

2017-05-04 07:45 练习听力中的科科

当量子计算机发展到50个量子位的时候,就能实现“量子称霸(quantum supremacy)”,计算能力超过世界上任何传统计算机,解决任何传统计算机解决不了的问题。


——麻省理工学院技术评论


学术界有人已经报道了一些结果,目前已经有些系统里面能够对100个左右的粒子进行相干操作了。如果我们能够把这样一种计算能力利用起来,那么它相当于对2的100次方的数据进行计算。我们现在全世界所有的计算机、手机的计算能力加起来,这个计算能力大概是2的80次方。也就是说我们在一个小小的实验室里面做出来的小小的机器,它的计算能力是100万个地球的计算能力都不能达到的。


——潘建伟于墨子沙龙讲座

我从哪里来,我会到哪里去?量子力学能给你答案 | 潘建伟“漫话量子”


就在昨天,中国科学院在上海举办了新闻发布会,宣布了一个振奋人心的消息:世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生了。而它的研发者,是中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等,其中还包含了与浙江大学王浩华教授研究组联合攻关突破的成果。


我们可以自豪地说,在量子计算机这条路上,中国走在了世界最前沿!


据说这台计算机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍,超过了人类历史上第一台电子管计算机(ENIAC)和第一台晶体管计算机(TRADIC)的运行速度,这也是量子计算机第一次真正超越了经典电子计算机的计算能力


你可能会说,原来只是超越了一台老古董啊,这有什么可炫耀的。确实,量子计算机虽有巨大的计算潜力,但是目前人类还有很多技术难关需要攻破,想看那些出现在科幻小说中、功能强大的量子计算机的话,还需要耐心等待啊。


但是还是要说,虽然这台量子计算机的计算能力还有限,但是它已经是人类历史上里程碑的一步了


量子计算机到底有多厉害?量子计算机为什么难住了全世界这么多科学家?


我们一起看看下面这个介绍量子计算机的自然视频里是怎么说的吧!


(视频来自Nature China)

视频里都讲了啥?滑动可看字幕

终有一天,人类将借量子计算机来解决这世界上最难的一些问题

量子计算机之所以能有如此潜力,是因为它与我们现在所用的计算机有着完全不同的工作原理

在你的笔记本里,信息是以比特(bit)来存储的,每一个比特要么是0,要么是1

但是量子计算机中用的是量子比特(cubit)

与比特不同的是,量子比特是0和1的叠加态

它既可以是0,也可以是1

量子计算机就是由一些相互纠缠的量子比特组成的

它们就这样以不同的状态链接在一起

然而实际建造一台量子计算机是非常难的

对于一般的计算机来说,增加比特的数量是很容易的

但是对于量子计算机来说,已有的量子比特越多,就越难加入新的量子比特

于是如何让简单的量子计算机升级为功能更加强大的量子计算机就变得非常困难

另外,外部世界中有太多的干扰会使量子纠缠实效

所以量子计算机的另一个难点是必须要好好地保护量子比特

不过,解决这些难题并建造出量子计算机也会给我们带来巨大的回报

就拿搜索来说

假设我们要从一大堆杂乱无章的名片中挑出某一张,电脑会怎么来找呢?

它会挨个读取每一张名片的信息,直到找到我们要找的那张

但是量子计算机有它的独门秘诀

因为量子计算机同时具有很多个状态

能够同时搜索所有的名片

只要扫几眼,它就能找到我们要的那张

量子计算机还能帮我们处理各种各样的难题

比如模拟蛋白质折叠、破解信息等等

但是,即使有一天科学家们能够造出功能强大的量子计算机

恐怕也很难应用于我们的日常信息处理当中

所以,我建议你最好暂时先别扔掉你的笔记本电脑了



说了这么多,这个大神级别的量子计算机究竟长啥样?

以上三张图是占地不足3平米的“量子计算机”样机。摄影:邱晨辉

那么问题来了:如果可以选,你是选3平方米的量子计算机,还是选你亲爱的笔记本呢?


关于“我的笔记本是不是可以扔了?”这个问题我们拿去问了一下陆朝阳教授本人。他的回答是:“别扔给我。


编辑:婉珺

排版:晓岚

题图来源:ExtremeTech

漫话量子精彩回顾

第一期:我从哪里来,我会到哪里去?量子力学能给你答案 | 潘建伟“漫话量子”

第二期:担心信息泄漏?你可能要多学点量子物理学|陈宇翱漫话量子

第三期:上海男人和量子力学有哪些相似之处?|彭承志漫话量子


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【拓展阅读】“墨子号”量子科学实验卫星,上天都要忙些啥?


 
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