生川曉：在新一代高速計(jì)算機(jī)“量子計(jì)算機(jī)”開發(fā)領(lǐng)域，中國(guó)的存在感正在提高。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究人員繼美國(guó)谷歌公司之后，第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”。這是一項(xiàng)利用特殊問題的基礎(chǔ)性成果，盡管未來還是未知數(shù)，但給人留下了中國(guó)的研究實(shí)力提高的印象。

僅用200秒就能求解日本引以為傲的全球最快超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”需要花費(fèi)6億年才能解決的問題。美國(guó)《科學(xué)》雜志12月3日刊登了量子計(jì)算機(jī)的一項(xiàng)新研究成果。

論文的作者是中國(guó)的研究小組。該小組開發(fā)出了利用光子（“光?！保┑牧孔佑?jì)算機(jī)，挑戰(zhàn)了需要分布很多光子的“高斯玻色采樣（Gaussian boson sampling，GBS）”這一特殊問題。

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以計(jì)算光子的獨(dú)特運(yùn)動(dòng)。據(jù)稱，此次開發(fā)的量子計(jì)算機(jī)在200秒內(nèi)即可完成實(shí)驗(yàn)，用中國(guó)的高速超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威太湖之光”計(jì)算的話，則需要25億年的時(shí)間。這篇論文認(rèn)為，使用日本的“富岳”也要花費(fèi)6億年才能完成。

量子計(jì)算機(jī)被認(rèn)為是可為材料和藥物開發(fā)、金融商品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、處理龐大數(shù)據(jù)的人工智能（AI）應(yīng)用帶來革新的新一代計(jì)算機(jī)。雖然開發(fā)難度大，甚至有“夢(mèng)幻技術(shù)”之稱，但2019年風(fēng)向發(fā)生變化。

契機(jī)是谷歌在英國(guó)科學(xué)雜志《自然》上發(fā)表論文，稱量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算優(yōu)越性，可求解傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以解開的問題。其內(nèi)容是200秒內(nèi)即可執(zhí)行超級(jí)計(jì)算機(jī)需要花費(fèi)1萬年時(shí)間的計(jì)算，量子優(yōu)越性的實(shí)現(xiàn)備受期待。

繼谷歌之后，中國(guó)實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算優(yōu)越性。這項(xiàng)成果已被刊登在權(quán)威可與《自然》比肩的《科學(xué)》雜志上。

中國(guó)與谷歌的主要差異在于技術(shù)“方式”。谷歌采用的是通過將物質(zhì)冷卻至極低溫度以去掉電阻的“超導(dǎo)”電路來計(jì)算的方式。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手美國(guó)IBM也采用這種方式，超導(dǎo)方式過去曾是量子計(jì)算機(jī)開發(fā)的主流。

此次中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)采用的光的方式是通過讓光子在組合有鏡子等的電路中流動(dòng)來進(jìn)行計(jì)算。不需要冷凍設(shè)備及真空容器等，容易處理。日本東京大學(xué)副教授武田俊太郎表示“此次的中國(guó)技術(shù)無疑有利于光方式的發(fā)展”。

不過，關(guān)于中國(guó)的量子計(jì)算機(jī)，也有觀點(diǎn)認(rèn)為目前谷歌占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檫@是專用于證實(shí)量子計(jì)算優(yōu)越性的專用機(jī)器，難以用于其他計(jì)算。尚未達(dá)到可實(shí)現(xiàn)實(shí)用性的階段，今后的提升還是未知數(shù)。

但中國(guó)實(shí)力的提高是確實(shí)的。主導(dǎo)此次研究的是在中國(guó)被稱為“量子之父”的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的潘建偉。他在量子通信與加密等光量子技術(shù)研究方面取得了劃時(shí)代的成就，在世界上也很有名。

據(jù)日本橫濱國(guó)立大學(xué)副教授堀切智之介紹，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也可以看出中國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)匯聚了大量的資金和優(yōu)秀的人才，使用的是高端機(jī)器，“制造方面也實(shí)力越來越強(qiáng)”。

中國(guó)將量子計(jì)算機(jī)的開發(fā)定位于重大項(xiàng)目。2021年以后也將加快推進(jìn)發(fā)展步伐，將投資1萬億日元左右在安徽省建設(shè)相關(guān)技術(shù)研究基地等。

美國(guó)政府計(jì)劃從2019年起5年內(nèi)在量子技術(shù)開發(fā)上最高投入13億美元。即使政權(quán)更迭，圍繞量子計(jì)算機(jī)開發(fā)與中國(guó)的主導(dǎo)權(quán)之爭(zhēng)也會(huì)繼續(xù)。
責(zé)任編輯:tzh