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量子计算，怎么它就这么玄？

　　原题目：《以“玄”解“玄”，量子计较》　　半月谈记者：张漫子 　　来历：《半月谈》2024年第10期内容　　从“悟空”催生年夜算力、光子跳出“霍尔舞步”，到年夜范围量子云算力集群、500+比特超导量子计较芯片的降生，量子计较接连弄出“年夜新闻”。那末，量子计较到底有啥纷歧样？　　“穿戴冰箱”的庞然年夜物　　在哪里才能一睹量子计较机的真容？北京西北部的北京量子信息科学研究院（简称“北京量子院”）量子极低温尝试室是一个不错的选择。　　走进尝试室，一眼便可看到插满线缆的“庞然年夜物”，尝试室像是赛博世界的巨型车间。　　咦，“极低温”，为何我还不冷？传说中的“绝对零度”呢？　　“绝对零度”就在尝试室一台悬空的圆筒状“冰箱”里。这台庞大的“冰箱”，最焦点位置的温度仅比绝对零度超出跨越一丁点儿（约为绝对零度以上0.01度）。此中泛着金属光泽的铝罐里，竖着若干根如俄罗斯套娃般嵌套的金色圆柱，一圈圆柱的中心是一盏长满无数线缆的“吊灯”，牵出的线缆透过层层叠叠的金属层，毗连底座上的量子芯片。　　超导量子计较芯片、饰演年夜冰箱脚色的稀释制冷机，再加上配套的电子学装备——好了，量子计较机的“三件套”，这就算饱了眼福了。　　为啥非得用这么高级的“冰箱”？本来，量子态很是懦弱，极低温情况可以尽可能下降热噪声，年夜“冰箱”还能为量子芯片隔离外界的电磁噪声，只有如许，量子计较才可能尽可能精准。　　北京量子院研究员、相关（北京）科技有限公司开创人金贻荣指着此中一台“庞然年夜物”说，假如是处置随机线路取样等特定问题，量子计较机的计较速度比最快的经典计较机要快不计其数倍。　　我想起看过的报导，世界上最快的超等计较机求解某特定命学问题约需200亿年，而用“九章三号”量子计较原型机只需百万分之一秒，比超算快一亿亿倍。　　量子计较威力何来　　量子计较机相当于一台具有超能力的超等计较机。传统计较机信息量的最小单元是比特（BIT，也就是“二进制数”的缩写），量子计较也借用这个概念，不外“量子比特”可不是数，而是量子态。量子比特在统一时刻可有两种状况彼此叠加，就似乎一枚硬币在半空中不竭扭转，让人没法辨清正背面孰上孰下。恰是这类叠加态，让量子计较的计较能力较传统计较有了指数级的加强。　　无从琢磨的量子态，使得量子计较生成适于处置暗码破译、金融阐发、气候预告等转变莫测的计较困难。以“玄”解“玄”，量子计较将带我们摸索更多的未知，将我们视为“魔法”的事物变成实际。　　下一步，看利用生态！　　经典计较机颠末近80年的成长，晶体管越做越小，中心的阻隔也愈来愈薄，3纳米芯片的阻隔仅相当于几十个原子成列。如斯下去，芯片上可能会产生量子隧穿效应，“0”和“1”的精准别离掉灵，传统计较也就触到了“天花板”。　　替换方案是甚么？算力升上去、能耗降下来的量子计较，为各方看好。不外，量子计较的利用生态，扶植还方才起步。　　“在尝试室里造出了量子计较机，接下来的紧急使命就是如何让它在更多利用场景阐扬威力。我们的设法是，让年夜算力的量子计较机联网、上云，没必要局限于当地利用。”中国科学院物理研究所研究员范桁介绍由北京量子院研发的Quafu量子计较云平台及算力集群时如许说。假如说曩昔的量子计较机就像一款单机游戏，量子计较云平台就相当于“联机对战”，将分歧处所的量子算力整合到一路。　　而今，有了新一代架构量子计较芯片、高密度测控线路、量子测控电子学系统的助力，近600个量子比特飞奔在云端，Quafu平台的算力增加可谓日新月异。　　“眼下，量子计较‘+超算’‘+智算’无疑是前沿潮水，我们但愿Quafu平台能‘加’出更多的奇奥可能，让中国量子计较的利用生态欣欣茂发。”范桁等候中带着笃定。。

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