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“九章”是由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)于2020年12月首次展示的一臺(tái)光量子計(jì)算機(jī)，它利用光子作為量子比特，通過(guò)激光和光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)量子邏輯門。

該團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上發(fā)表了一篇論文，稱“九章”在解決一個(gè)名為高斯玻色取樣的問(wèn)題上，只用了200秒，而世界上最快的經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”則需要近5年的時(shí)間。這一結(jié)果被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)”，即量子計(jì)算機(jī)在某些問(wèn)題上超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的能力。

在最新的研究中，該團(tuán)隊(duì)利用“九章”實(shí)現(xiàn)了兩種常用于AI領(lǐng)域的算法——隨機(jī)搜索和模擬退火。隨機(jī)搜索是一種尋找最優(yōu)解的方法，它通過(guò)不斷地隨機(jī)生成候選解，并與當(dāng)前最優(yōu)解進(jìn)行比較，來(lái)逐漸逼近最優(yōu)解。

模擬退火是一種啟發(fā)式優(yōu)化算法，它模仿固體物質(zhì)在冷卻過(guò)程中達(dá)到最低能量狀態(tài)的過(guò)程，來(lái)尋找一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)中的全局最優(yōu)解。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，“九章”在執(zhí)行這兩種算法時(shí)，都表現(xiàn)出了極高的效率和精度。例如，在隨機(jī)搜索中，“九章”只用了0.4秒就找到了一個(gè)含有100個(gè)變量的函數(shù)的最小值，而“頂點(diǎn)”則需要71秒。

這意味著，“九章”在這個(gè)任務(wù)上比“頂點(diǎn)”快了177.5倍。而如果將變量增加到200個(gè)，“九章”的速度優(yōu)勢(shì)就會(huì)增加到1.8億倍。

潘建偉教授表示，“九章”的性能還有很大的提升空間，他們正在努力提高光子的產(chǎn)生率和檢測(cè)效率，以及減少系統(tǒng)的噪聲和損耗。

他還表示，“九章”可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘、生物信息、網(wǎng)絡(luò)分析和化學(xué)模擬等領(lǐng)域，為人工智能提供強(qiáng)大的支持。

中國(guó)不僅在光量子計(jì)算機(jī)方面取得了突破，還在超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)方面也有重大進(jìn)展。

今年5月，中國(guó)科學(xué)院物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)宣布，超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之”在執(zhí)行一個(gè)名為量子近似優(yōu)化算法的任務(wù)時(shí)，比谷歌的量子計(jì)算機(jī)“西摩爾”快了10億倍。

這一算法可以用于解決組合優(yōu)化問(wèn)題，例如旅行商問(wèn)題、圖著色問(wèn)題等，它們?cè)谶\(yùn)籌學(xué)、密碼學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展不僅對(duì)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新有著重要的意義，也對(duì)國(guó)家安全和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)有著深遠(yuǎn)的影響。

一些分析人士認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)有可能破解現(xiàn)有的加密系統(tǒng)，從而對(duì)全球的金融市場(chǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全和軍事情報(bào)造成巨大的威脅。因此，許多國(guó)家都在加緊投入資源和人才，以爭(zhēng)奪量子計(jì)算機(jī)的領(lǐng)先地位。

中國(guó)在量子計(jì)算機(jī)方面的進(jìn)展引起了世界的關(guān)注和贊譽(yù)，也顯示了中國(guó)在科技創(chuàng)新方面的雄心和實(shí)力。中國(guó)能否在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)？量子計(jì)算機(jī)會(huì)給人類社會(huì)帶來(lái)怎樣的變革？歡迎留言分享你的看法！