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一直以來，我國都非常重視量子計算的發展。實際上，早在2017年，我國就已經研發出了世界上第一臺超越早期經典計算機的光量子計算機，由中國科學技術大學潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等，聯合浙江大學王浩華教授研究組等協同研發，標志著我國量子計算水平達到世界領先水平。 為什么我國一直重視在量子計算領域的投入呢？量子計算到底有什么魅力？ 從概念上來看，量子計算是一種遵循量子力學規律調控量子信息單元進行計算的新型計算模式。量子計算和傳統計算有一點相似的地方，那就是計算還是0和1來表達。不過，在量子計算中，一個量子比特可以處于0和1的疊加態，也就是說一個量子比特可以同時代表0和1。那么只需要對量子比特進行一次操作就相當于對0和1同時執行了操作。并且，在傳統計算機中，2位寄存器同一時間僅能夠儲存4個二進制數（00、01、10、11）中的一個，而一個2位的量子位寄存器可同時存儲這四種狀態的疊加狀態。 疊加態讓量子計算實現了真正的并行計算。舉一個例子，量子計算可以同時處理10比特的數據，也就是一下子計算完2的10次方個數據，在傳統計算中，只能一個一個去計算。具備這樣的優勢，那么一個1GHz的64位量子芯片的計算能力就可以達到“太湖之光”超級計算機的1500億倍。 量子計算不僅能夠大幅提升計算機的計算速度，同時也推動著算法的革新。目前，經典計算機基本都是依靠RSA加密技術進行加密，而量子計算中的Shor因子分解算法能夠迅速找到質數因子，進而破解密鑰，使得RSA加密技術不堪一擊。量子計算將遵循全新的數據檢索方式，也就是Grover算法，該算法通過量子計算的并行能力，同時給整個數據庫做變換，可用最快的步驟顯示出需要的數據。 對于當前快速發展的人工智能產業而言，量子計算有望顛覆目前人工智能技術的底層計算架構，使得大數據運算不再是以特定算法中的特定方式來運算，而是具有隨機性，有望打造出真正通用的人工智能模型，進入強人工智能時代。 因此，如果量子計算全面普及，那么傳統計算機將徹底消失，進入“量子霸權”時代。量子霸權并不是一個政治詞匯，并不是說誰實現了量子計算就成為了時代的霸主。實際上，量子霸權在國內就叫上面提到的量子優越性，指的量子計算機在某一項具體任務上真正打敗了傳統的經典計算機。2020年12月，中國第一次實現了量子霸權。而在2019年，量子計算機原型“懸鈴木”曾用3分鐘完成超算需要計算1萬年的計算量，此次量子霸權的實現，讓“懸鈴木”一戰成名。 當前，在量子計算研究學者的圈子里，將擁有量子計算、量子通信、量子精密測量技術的世界稱之為量子世界，現在的世界便稱為經典世界。這種說法無疑也證明了，量子計算對于現階段的計算機科學是一項顛覆性的技術，將會開啟全新的運算篇章。 |
