成功構(gòu)建76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，求解數(shù)學(xué)算法高斯玻色取樣只需要200秒，而當(dāng)今全球最快的超算需要6億年。瀚海狼山（匈奴狼山）原來(lái)也不相信當(dāng)代的超級(jí)計(jì)算機(jī)性能有多強(qiáng)大，但前年的一個(gè)真實(shí)事件之后就不再懷疑。這就是當(dāng)年夏季有個(gè)臺(tái)風(fēng)過(guò)境狼山住所附近，而且提前至少4到5天，預(yù)報(bào)了臺(tái)風(fēng)中心的路徑會(huì)在附近50公里外近乎靜止的小范圍徘徊36小時(shí)左右，這本身是非常罕見(jiàn)的。因?yàn)閷?duì)北方來(lái)說(shuō)，臺(tái)風(fēng)直接過(guò)境的概率本身不高。而且還在北方某地徘徊超過(guò)一整天加一整夜，這怎么可能？誰(shuí)能想到3到4天之后，這個(gè)臺(tái)風(fēng)的中心真的就基本嚴(yán)格按照提前公布的臺(tái)風(fēng)過(guò)境路徑北上，偏差居然不超過(guò)5公里！而且就真的在50公里外旋轉(zhuǎn)了1整天再加1夜沒(méi)怎么動(dòng)，最終又按照預(yù)測(cè)的路徑向東北方而去！

這預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性真讓人心服口服。之所以如此強(qiáng)大，就是因?yàn)橛谐?jí)計(jì)算機(jī)幫忙來(lái)做預(yù)報(bào)?，F(xiàn)在的超算幾乎無(wú)所不能，從核爆炸模擬，到飛機(jī)設(shè)計(jì)，高鐵運(yùn)行，再到日常生活中的各種大數(shù)據(jù)和移動(dòng)支付，如果離開(kāi)了超級(jí)電子計(jì)算機(jī)，肯定都是寸步難行。超算的運(yùn)算速度本身已經(jīng)超過(guò)了大多數(shù)人的想象，而現(xiàn)在居然說(shuō)全球最強(qiáng)超算需要6億年才解開(kāi)的問(wèn)題，量子計(jì)算原型機(jī)只需要3分鐘稍多就破解。感覺(jué)這已經(jīng)不是嚴(yán)肅的數(shù)學(xué)或者物理而是神話(huà)傳說(shuō)。但是量子計(jì)算原型機(jī)就是這么強(qiáng)大，這是客觀存在的事實(shí)。量子計(jì)算憑什么這么強(qiáng)？狼山也僅僅理解一點(diǎn)皮毛，這里就講講這個(gè)皮毛。全部用比喻說(shuō)明，如果和專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)有很大的差別甚至是差錯(cuò)，也僅僅作為一種幫助理解的工具，畢竟過(guò)于深入的專(zhuān)題實(shí)在是太難懂了。

首先說(shuō)何為高斯玻色取樣。為何要讓當(dāng)今最強(qiáng)的超算解6億年？單純什么是高斯玻色取樣也不容易說(shuō)清楚。用一個(gè)容易理解的比喻說(shuō)，就是如果一個(gè)人進(jìn)入一個(gè)假設(shè)的大樓里，他進(jìn)入大堂后發(fā)現(xiàn)里面有兩扇門(mén)，一個(gè)人只能選擇進(jìn)其中的一扇。這種選擇是任意的。這個(gè)人打開(kāi)一扇門(mén)進(jìn)去后，發(fā)現(xiàn)里面還是兩扇門(mén)。再打開(kāi)后還是2扇門(mén)。這個(gè)人假設(shè)如此打開(kāi)這種門(mén)高達(dá)70層，他最后進(jìn)入了一個(gè)辦公室。而進(jìn)入這個(gè)大樓的人實(shí)際上不止一個(gè)，后面還有成千上萬(wàn)甚至上百億的人都如此操作。最終的求解問(wèn)題是：每個(gè)辦公室里有多少人？他們都是誰(shuí)？這個(gè)問(wèn)題看似不復(fù)雜，其實(shí)認(rèn)真想想計(jì)算量非常嚇人。因?yàn)槊總€(gè)人都有2的70次方的選擇可能，而且還是成百億人對(duì)2的70次方選擇不同，實(shí)際結(jié)果就是一個(gè)超級(jí)天文數(shù)字。難怪當(dāng)今全球的最強(qiáng)超算都要算6億年才最終有結(jié)果。那么為何量子計(jì)算原型機(jī)算出結(jié)果只用200秒呢，這就是在于量子計(jì)算的原始方法和電子計(jì)算機(jī)有本質(zhì)的不同。

再舉個(gè)例子，用超算來(lái)算一個(gè)玻璃杯，從多少厘米的高度掉到水泥地上會(huì)立即破裂？這個(gè)問(wèn)題看似也很簡(jiǎn)單，但是用超算來(lái)算同樣是天文難度。玻璃杯破裂，說(shuō)到底是組成玻璃杯的原子之間出現(xiàn)了不可挽回的巨大裂縫。超算需要對(duì)玻璃杯內(nèi)部的幾億億億個(gè)原子每個(gè)單獨(dú)取樣建模。然后計(jì)算如此多的原子在受到?jīng)_擊后的連接度，要算出一個(gè)最終的結(jié)果可能也需要幾億年。但是現(xiàn)實(shí)中只要智力正常的人，都可以用兩三分鐘就能得到答案。這就是拿一個(gè)真實(shí)的玻璃杯，在水泥地上從低往高不斷的做撒手試驗(yàn)，如果一次兩次玻璃杯沒(méi)碎了。到了一定高度肯定會(huì)碎。記錄這個(gè)首次破碎的高度就可以獲得超算幾億年算不出來(lái)的結(jié)果。說(shuō)到底，這就是把自然規(guī)律當(dāng)做天然的計(jì)算機(jī)。來(lái)獲得快速有效的“計(jì)算”結(jié)果。量子計(jì)算的性能超強(qiáng)，基本原理大致如此。

當(dāng)代的所有電子計(jì)算工具都是二進(jìn)制的，也就是只有1和0，用高電平和低電平來(lái)物理表示。這有利于快速運(yùn)算、防干擾和防差錯(cuò)。不過(guò)這里面有一個(gè)先天缺陷，就是自然萬(wàn)物的發(fā)展和變化是連續(xù)的。而電子計(jì)算機(jī)實(shí)際上是固定取樣后再計(jì)算。雖然可以通過(guò)海量的取樣來(lái)盡量的符合事物本身的發(fā)展變化，但是取樣總量是有上限的。因此面對(duì)超級(jí)巨大的運(yùn)算量。再?gòu)?qiáng)的超算也會(huì)傻眼。而量子計(jì)算就屬于人為創(chuàng)造光量子，76個(gè)光量子就等于2的76次方的變化。而且是牽一發(fā)而動(dòng)全身。等于近乎用摔杯測(cè)試這種自然規(guī)律來(lái)計(jì)算問(wèn)題。計(jì)算速度就出神入化了。不過(guò)現(xiàn)在的量子計(jì)算只能算一些特定的問(wèn)題。還不能像成熟的超算一樣算的范圍極廣。不過(guò)想想1946年，全球第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)剛剛發(fā)明時(shí)，每算一個(gè)新程式都要去臨時(shí)改焊電子管。因此預(yù)計(jì)量子計(jì)算成熟起來(lái)大規(guī)模被運(yùn)用，并不需要再過(guò)一個(gè)74年。另外這次的厲害之處，還在于一次性制造了76個(gè)光量子，比某歌的實(shí)驗(yàn)快了100億倍。與這次的速度相比，對(duì)方只能算手打算盤(pán)。