2020年年底,我國量子計算原型機“九章”的問世,引起了世界的轟動。它使得我國成功達到了量子計算研究的第一個里程碑——量子計算優越性(Quantum Supremacy,國外也稱之為“量子霸權”)。
"九章"有多牛?據介紹,“九章”處理高斯玻色取樣問題的速度,比目前最快的超級計算機還要快100萬億倍,等效速度比谷歌的量子計算原型機“懸鈴木”快100億倍。打個比方,就是谷歌的機器短跑可以跑贏超級計算機,長跑跑不贏;“九章”的機器短跑和長跑都能跑贏。
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作為“算力核武器”,量子科技看起來離我們很遠,但對我們的工作生活意義重大。例如量子計算機可以幫助人們建立更好的氣候模型,更敏銳地洞悉環境變化;它還可以大幅縮短藥品研發流程,協助人類快速檢查藥品配方、計算出最適合的成分;利用量子計算機強大的計算和加密能力,還引申出了“量子密碼學”這門新學科。有觀點認為,未來,量子科技或將成為智能經濟時代的“新基建”。
正因如此,量子科技的發展具有重大科學意義和戰略價值。去年,中央政治局就量子科技研究和應用前景舉行第二十四次集體學習,表示要充分認識推動量子科技發展的重要性和緊迫性,加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局。
如今,不少頂層設計和政策都出現了“量子”的身影。在《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》中,量子信息被列為“十四五”科技創新的重要發展領域之一；北京市《加快新型基礎設施建設行動方案(2020-2022年)》中提到,圍繞腦科學、量子科學、人工智能等前沿領域,加快推動北京量子信息科學研究院、北京腦科學與類腦研究中心、北京智源人工智能研究院、北京應用數學研究院等新型研發機構建設。
科研院所是推動量子科技發展的主力。近日,中國科學院院士郭光燦團隊在高維量子通信研究中取得重要進展,在與中奧學者的合作中,首次實現高保真度32維量子糾纏態,顯著提高了量子通信的信道容量,同時為研究高維系統下的量子物理基本問題打下重要基礎。
一大批科技企業也正加速推進量子科技的產業化浪潮。例如百度正將量子科技與AI技術發展與產業創新相結合,為人工智能與量子科技融合發展奠定基礎。2019年,百度發布“量脈”(Quanlse),這是國內最先研發的基于云平臺的量子脈沖計算系統。去年,百度飛槳發布量子機器學習開發工具“量槳”(Paddle Quantum),使百度飛槳成為國內首個、也是目前唯一支持量子機器學習的深度學習平臺。與此同時,百度研究院量子計算研究所還帶來國內首個云原生量子計算平臺“量易伏”(Quantum Leaf),可用于編程、模擬和運行量子計算機,為量子基礎設施服務提供量子計算環境。
目前,百度已初步建成由此三大項目為主體的量子平臺,為行業提供了連接頂層解決方案和底層硬件基礎所需的大量軟件工具及接口。
于危機中育先機、于變局中開新局。在關鍵核心技術攻關之下,我國量子科技研究與應用駛入了“快車道”,而以百度為代表的科技企業,也將持續把量子科技與人工智能等深度融合,把握大趨勢,下好先手棋,助力我國搶占量子科技國際競爭制高點,構筑發展新優勢。（辛文）
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