近日,香港知名国际媒体《南华早报》刊文称,随着中国自主研发的首台量子计算机“起源悟空”(简称悟空)向全球开放,国外用户争相涌入远程体验。
其中来自美国的用户在统计数据中名列前茅。
对此,郭国平教授表示:“美国的量子计算机不对中国开放,但是,秉承科学探索无国界的理念,我们愿意向包括美国在内的全球用户开放我们的服务,共同推广量子计算的概念,造福人类。”
格局之差别,可见一斑。
“悟空”的开放和影响
“悟空”在合肥正式发布后,就向全球用户开放了远程访问的服务。用户只需要在本源量子的官网上注册,就可以免费使用“悟空”的计算资源,体验量子计算的魅力。
据《科技日报》报道,截至1月16日上午10点,来自61个国家的用户已经超过35万次地访问了这台超级计算机,其中美国用户居首位。该机器在10天内为全球用户完成了33871个量子计算任务。
本源量子的联合创始人郭国平在接受本报记者采访时表示,他们愿意向全球用户开放“悟空”的服务,包括美国用户。“但是,美国的量子计算机并不对中国开放。”
郭国平说,“我们坚持科学探索无国界的理念,希望与世界各地的用户共同推动量子计算的发展,造福人类。”
“悟空”的开放也引起了国际媒体的关注。美国《华尔街日报》在一篇文章中称,“悟空”是中国在量子计算领域的一项重大进步,显示了中国在超导量子计算方面的迅速发展。
文章还指出,“悟空”对美国用户的开放,反映了中国在量子计算机方面的自信、进步、实力和合作开放的包容姿态。这最后一点,正是美国应该好好反思的。
量子计算机的概念和意义
量子计算是一种颠覆性的技术,它利用量子比特作为信息的基本单位,可以实现比传统计算机更快、更高效的计算能力。
量子比特是一种可以同时处于0和1两种状态的粒子,它们可以通过量子纠缠和量子叠加等现象进行复杂的运算。量子计算有望在医疗、金融、数据安全等多个领域产生重大影响。
例如,在医疗领域,量子计算机可以帮助研究新型药物和疫苗,提高诊断和治疗的效率和精度。在金融领域,量子计算机可以优化投资策略,提升风险管理和市场预测的能力。
在数据安全领域,量子计算机可以实现无法被破解的量子加密,保护信息的安全和隐私。
量子计算被认为是人类科技发展的下一个前沿,也是国家竞争力的重要标志。
中国和美国等世界大国都在争夺量子计算的领先地位,投入了大量的人力和物力,建立了多个量子计算研究中心和实验室,培养了一批量子计算的专家和人才。
中国的量子计算发展历程
中国在量子计算方面的研究起步较晚,但近年来取得了一系列进展。
中国的量子计算研究主要分为两个方向:超导量子计算和光量子计算。超导量子计算是利用超导材料制造的量子比特,它们可以在极低温度下实现高速的运算。光量子计算是利用光子作为量子比特,它们可以在常温下实现稳定的运算。
中国在光量子计算方面的成就引起了世界的关注。2017年,中国科学家潘建伟团队成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”,并实现了距离达1200公里的量子纠缠分发和量子密钥分发。这是量子通信的重大突破,为建立全球量子互联网奠定了基础。
2020年,中国科学家陆朝阳团队成功构建了世界上第一台光量子计算机“九章”,并在一项叫做玻色取样的任务上,超越了世界上最快的传统超级计算机。这是量子优越性的重大证明,也是中国在量子计算领域的里程碑。
中国在超导量子计算方面的发展相对滞后,但也在不断追赶。中国的超导量子计算研究主要由合肥微尺度物质科学国家研究中心的郭国平、郭光灿等量子物理学家创办的本源量子计算机公司(国外有些媒体也音译为奥琦公司)领衔。
该公司于2020年向国内市场交付了第一台超导量子计算机,以及2021年向某用户交付了中国首台实用量子计算机——24量子比特的“五原二代”。
2024年1月6日,该公司推出了中国首台自主研发的第三代超导量子计算机“悟空”,并向全球用户开放远程访问。
“悟空”的特点和优势
“悟空”是中国首台自主研发的第三代超导量子计算机,也是中国目前最先进的可编程和可交付的量子计算机。它由72个自主制造的超导量子比特芯片组成,也被称为“悟空芯片”。
该芯片采用了一种叫做“翻转型超导量子比特”的设计,可以有效降低量子比特之间的串扰,提高量子计算的精度和稳定性。该芯片还采用了一种叫做“量子微波多路复用”的技术,可以减少量子比特与外界的连接,降低系统的复杂度和成本。
“悟空”具有更强的速度优势,它可以一次性发送和执行200个量子电路,而美国IBM的量子计算机只能发送和执行一个量子电路。
这意味着“悟空”可以在同样的时间内完成更多的量子计算任务,提高用户的体验和效率。据本源量子的数据显示,“悟空”在一些基准测试中的表现超过了美国IBM的量子计算机,例如在量子随机数生成、量子相位估计、量子傅里叶变换等方面。
“悟空”还具有更广的应用范围,它可以支持多种量子编程语言和框架,例如Python、Qiskit、Cirq等,方便用户根据自己的需求和习惯进行量子编程。此外,“悟空”还提供了一些量子算法和应用的模板和示例,例如量子机器学习、量子优化、量子化学等,帮助用户快速掌握和使用量子计算。
尽管中国在量子计算方面取得了一系列进展,但与美国相比,仍然存在一定的后发劣势。
2022年11月,美国IBM推出了拥有433个量子比特的“Osprey”处理器,当时是世界上最快的量子计算机。
去年10月,美国加州的初创公司Atom Computing推出了首台拥有超过1000个量子比特的量子计算机。
两个月后,IBM又推出了拥有1121个超导量子比特的“Condor”。
虽然量子比特的数量并不一定代表性能的优劣,但要构建无误差的量子计算机,需要大量的量子比特。
目前的量子计算机还处于“噪音”阶段,即在计算过程中存在一定的错误概率。
一些科学家预测,一个实用的量子计算机还需要数年甚至数十年的时间才能实现。
不过,无论是72个还是1000多个量子比特,量子计算机都不会很快取代传统计算机。
在目前的阶段,它们只能在受保护的环境中执行一些非常特定的任务,并且时间很短。
要让量子计算机真正发挥其潜力,还需要克服许多技术难题,例如纠错能力的提高。
无论如何,中国科学家在量子计算机领域取得的成就都足以让我们自豪,预祝中国量子技术更上层楼。