《電子技術應用》
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量子時代折射出中國發展速度

2016-03-16

  在眼下這個信息時代,電子計算機已經滲透到各個領域,從日常辦公到科學研究,計算機的速度,也折射出一個產業,一個國家經濟發展的速度。我國的天河二號,則是全球運算速度最快的計算機。就在今年兩會的新聞發布會上,全國政協副主席、科技部部長萬鋼就說到:“天河二號比如在地震模擬、大飛機設計、抗埃博拉病毒藥物篩選、宇宙起源模擬、廣州智慧城市建設方面都做了大量的工作。”

  天河二號已經連續6次蟬聯全球最快計算機的桂冠,計算速度達到了每秒33.86千萬億次。那么,計算機的運算速度還能夠更快嗎?我們看到在十三五規劃中,量子通信與量子計算機已經被納入國家戰略規劃。而量子計算,正是計算機未來發展的方向。

  經過了半個多世紀的發展,集成電路的制作工藝已經達到了十幾個納米的水平,也就是說,基本上已經達到了原子級的加工水平。目前的技術路徑哪怕走到極致,也還是無法突破物理極限,計算機的速度已經難以出現之前那種成百上千倍的飆漲。這個時候,量子力學給科學家們指出了新的方向。

  對于現在的計算機來說,比特是最小的數據單位,每個比特記錄的數據,只有0和1兩種,而對于量子計算機來說,每個數據單位叫做量子位,而每個量子位記錄的數據,可以不止一種,也就是說既可以是0也可以是1。

  這樣一來,一個數據單位中,就可以儲存多種數據,打個比方,如果現在的電腦是小提琴,那量子計算就像是交響樂團。在理想狀態下,如果一臺穩定工作量子計算機有500個量子位,那它在0.01秒內完成的計算量,足夠天河二號計算好多年。

  量子計算就好像是科幻小說里的情節,實際上,這項技術已經離我們越來越近。全國政協委員、中國科技大學常務副校長潘建偉,就是量子通信領域的頂級專家。在今年兩會上,他這樣說:“像我們今年發射的量子科學試驗衛星,不僅有國內多家單位參與,也積極開展了國際合作。前期我們國內做得比較早,量子衛星現在北美有加拿大,歐洲有德國、奧地利、意大利,都參與到我們這個項目中來。”

  而早在2013年6月,中國科技大學的研究小組,在全世界首次成功實現用量子計算機求解線性方程組的實驗,為構建實用的量子計算機提供了有力的支撐。

  可以說,量子計算能夠順利發展到現在,離不開中國智慧的有力支撐。

  在產業層面,量子通信,已經生根發芽。就在去年底,中國科學院、中科大、阿里巴巴、中興通訊等知名的科研機構和企業成立了“中國量子通信產業聯盟”,阿里云也成為全球首家提供量子安全傳輸產品的云服務商。

  在北京、上海、合肥、濟南,量子通信網絡也已經開始工作,科幻小說里的情節,已經成為日常現實。

  面對媒體,潘建偉委員也建議,大家通力合作,就能讓量子時代,更快地到來。“像我們做量子通信或者量子計算,可能各個高校每個團隊都有各種優勢,如果能做一個統一布局,能夠把各個優勢力量各自分工,共同做一件事情,我覺得這樣就能夠,通過長期的努力,就能夠做的比較好。”

  量子時代的大門,已經向人類敞開。中國,已經率先看到了,量子時代的美好圖景。我相信,未來十年,或者十五年,國產量子計算機的速度,將會代表著新的時代里,中國經濟發展的速度。


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