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30多年前◇,物理學家費曼提出利用量子構建計算系統△。如今□⊿π,科學家正在驗證這一設想∵♀。近日△,中國計算機學會青年計算機科技論壇發起了一次線上分享會▽⌒,探討量子計算機的技術發展路線和前景↑。  相較傳統性能高  分享會的主講者之一、合肥本源量子計算科技有限責任公司副總裁張輝認為〇♂▽,量子計算並非「玄學」∟⊿,在激光、超導等領域☆◇♂,人們已經廣泛應用了量子的特性∵⊙。不同的是⊿▽,應用此前多在宏觀層面⊿,量子計算則要在微觀層面上實現控制⊿↑,這也意味着更大的難度↑。  量子計算機在金融分析、藥物研究、材料製備等領域都具有很大優勢⊙。然而與超級計算機相比┊┊,量子計算機有何特別↑♀?  「如果用超級計算機實時規劃最優路線♀,極限是控制幾百輛汽車π△┊。未來的智慧交通要同時計算幾十萬輛車的出行路線□∟,在理論上量子計算機能做到▽☆⊙。」張輝說﹡⊿。  經典計算機用0和1儲存與處理數據⌒◇。量子計算機的神奇之處在於∟▽,它的基本計算單元——量子比特可以同時是0和1∵☆,即允許「疊加態」共存♀。這讓其擁有強大的并行計算能力△。舉個例子♂☆,假如在800萬本書里找一個單詞□,經典計算機一本本地搜索?☆,而量子計算機則分身為800萬台計算機同步搜尋♂。因此有人說◇,在量子計算機面前┊,現在的計算機就像算盤⊿。  大數分解上也是如此⊿♂。曾經有科學家用1600台計算機☆∵,花了8個月的時間♂┊□,成功分解了一個129位大數的質因數π♂⌒,如果用量子計算機可能只需幾秒鐘的工夫□┊。  這一理論上的潛力∴,得到了令人振奮的驗證〇┊。去年1月⌒☆△,IBM發佈了全球首款商用量子計算原型機┊。去年10月☆⌒,谷歌公司宣稱用53位的專用量子芯片解決了一個隨機量子線路採樣的數學問題∟♀。  進步得益於近年來量子計算工程化的推進∴。當前□,幾乎所有發達國家都把量子計算當作未來技術制高點﹡〇□,國內外知名的IT公司紛紛涉足量子計算⌒。「全球量子計算創業公司超過百家♀,2019年是量子計算髮展高光的一年♂∟┊。」張輝說﹡⊙∟。  落地應用挑戰多  量子計算機前景遠大∟,但落地應用長路漫漫◇。  「研發量子計算機﹡♂,首先要足夠多的量子比特☆。」騰訊量子實驗室高級研究員鄭亞銳解釋△〇□。理論上↑,自然界中一切有量子效應的載體都可用作量子比特┊?☆。鄭亞銳說◇π,一般認為量子比特數量要達到100萬個⊙♀◇,量子計算機才能走向實用π□。可當下□,工業界還沒有實現控制100個量子比特☆。  穩定性是量子計算機落地應用的另一個重要指標π,這就要求較長的相干時間π,以及非常高的保真度▽π。「提高比特數量的同時π,又不降低保真度是學術界聚焦的難題∴﹡∟。」鄭亞銳提到☆▽△。  經過長期探索π﹡□,科學家發現超導、離子阱、超冷原子、半導體量子點都能夠用於開發量子計算機♂。這些不同的體系﹡,造就了量子計算機不同的技術實現路線⊿♂∴。「每一個體系都有優缺點▽⊿。」張輝說π,半導體量子點路線操控方便〇,但相干時間很短;光學或者離子阱路線⊿☆〇,相干時間長∵∴,但可擴展性相對差↑?。  目前◇◇,多數開發者選擇的是超導和半導體兩條路線△,兩者的工程化、工藝化也推進較快﹡。開發者希望藉助先進的半導體、集成電路工藝∟♂♀,在推進量子計算機研發之時△,還為未來量子計算機與經典計算機的潛在融合埋下伏筆〇。  清華大學量子信息中心終身副教授金奇奐介紹說□π◇,近年來∵△♂,學界對離子阱路線的基礎研究很多?⌒,但直到最近幾年∟,才開始有公司大規模開展離子阱量子計算機的研發▽♂△。軍事科學院國防科技創新研究院研究員強曉剛認為♀♂▽,集成光量子芯片技術∟△,是實現大規模可實用化光量子計算系統的重要途徑﹡﹡。  從電子管到晶體管↑▽,再到集成電路↑♂⊙,隨着材料和工藝的迭代∵⌒,經典計算機性能不斷提升⊙。「以此類比♀∵⌒,量子計算還處在『電子管的時代』⊙。」張輝說▽▽,「也許某天人類突然發現一個完美材料?♂,做出量子計算機就不再難了π。」  這顯然不是一個人能夠完成的工作?♂♂。鄭亞銳呼籲☆,目前起步階段◇⌒,企業和科研院所應該破除技術壁壘⊿⊿,過分強調技術保護不利於量子計算機開發♂。  發展前景待探索  信息技術的進步有時超乎人們想象┊。回到1946年〇,誰又能想到∟,人類首台電腦∴,這個重達30噸、3層樓高的龐然大物△⊿☆,如今可以濃縮成米粒大小□∟。  分享會上科學家預計∟,未來10至15年量子計算機有望落地應用∟┊,真正實現「量子霸權」♂,為未來的通用量子計算打下基礎◇▽。  談及我國量子計算機的發展水平┊♂,張輝表示⊙,與國際「領頭羊」有4—5年的差距◇┊〇。在他看來∟△?,這些差距主要不在科研﹡♂π,而在工程、工藝方面π⊙。量子計算機是一個整體⊿┊,芯片之外⌒♂,測控、軟件、算法同樣需要高度重視∴♀。「哪怕幾根導線之間微弱的干擾〇□∵,都會影響整體計算性能♂▽。」張輝說π◇△。  量子計算機會不會把經典計算機擠下舞台▽?分享者認為﹡△﹡,兩者不是對抗關係⊿□↑,量子計算機不會全面替代經典計算機﹡♀↑。經典計算機發展至今∴∟,已經能處理絕大部分日常任務□┊,未來兩者應該兼容、融合△。  開發量子計算機有較高門檻┊∵。本源量子公司成立兩年來◇△,僅硬件投入達5億—6億元∵⊿,而量子計算的主營業務暫時沒有收入∟⌒。本源量子創始人之一、中國科技大學教授郭國平很有信心:「量子計算就像一個山洞◇♂,我們不知道裏面有沒有寶藏↑∴,但一定要有勇氣衝進去∴⊿◇,看看它到底長什麼樣⊿。」

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《 人民日報 》( 2020年04月08日 12 版)

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医生问诊后建议她先去查个血糖,果然发现血糖大大超标,被确诊为糖尿病。

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