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       【導(dǎo)讀】量子信息科學(xué)的一大重要應(yīng)用就是量子計(jì)算。有專家評(píng)論,當(dāng)量子計(jì)算機(jī)發(fā)展到50量子位的時(shí)候,就能實(shí)現(xiàn)“量子稱霸”,“碾壓”世界上任何傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。

量子信息科學(xué)的一大重要應(yīng)用就是量子計(jì)算。有專家評(píng)論,當(dāng)量子計(jì)算機(jī)發(fā)展到50量子位的時(shí)候,就能實(shí)現(xiàn)"量子稱霸","碾壓"世界上任何傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。5日,在由中國科技新聞學(xué)會(huì)主辦的"2016年中國科技傳播論壇"上,中科院院士潘建偉認(rèn)為,第一次"量子稱霸"將會(huì)成為物理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的里程碑,"雖然目前不能說出確切的時(shí)間,但應(yīng)該為時(shí)不遠(yuǎn)"。

會(huì)上,潘建偉詳解中國量子計(jì)算研究的時(shí)間表:計(jì)劃5年之后,實(shí)現(xiàn)50個(gè)量子比特的相干操縱,計(jì)算潛力將超越今年6月世界運(yùn)算速度排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)"太湖之光";用15年左右時(shí)間,構(gòu)建天地一體的有量子通信安全保障的未來互聯(lián)網(wǎng),即量子互聯(lián)網(wǎng)。

他補(bǔ)充說,將用10年或更長(zhǎng)時(shí)間造出專用量子計(jì)算機(jī),應(yīng)用于人工智能、大數(shù)據(jù)分析、信息提取等特殊領(lǐng)域。

在經(jīng)典計(jì)算機(jī)中,每個(gè)比特都只有0和1這兩種狀態(tài)。但在量子計(jì)算中,每個(gè)比特可以處在0和1的疊加狀態(tài)上,一旦操縱的量子數(shù)目增多,它就會(huì)以指數(shù)增長(zhǎng)的形式來提升運(yùn)算速度,有并行運(yùn)算的能力。例如,求解10的24次方變量的方程組,用"太湖之光"需要100年左右計(jì)算時(shí)間,但用萬億次的量子計(jì)算機(jī)大概只需0.01秒。

"構(gòu)造小網(wǎng)絡(luò)做量子計(jì)算機(jī)是該領(lǐng)域研究者努力的方向。"潘建偉介紹,目前,IBM、谷歌、微軟和中國的研究小組都致力于量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)。

潘建偉說,計(jì)劃5至10年完成100個(gè)量子比特甚至幾百個(gè)量子比特的相干操縱。"如果達(dá)到100個(gè)量子比特的相干操縱,對(duì)某些特定問題的求解速度就能達(dá)到2的100次方,這是目前全球計(jì)算能力總和的百萬倍。"

潘建偉透露,目前,也將量子技術(shù)同步推廣于潛艇自主導(dǎo)航等。他說,如果潛艇出海使用傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù),潛行100天的話,(由于在海下無法同步校準(zhǔn)),誤差將達(dá)到幾百公里;但若利用成熟的量子精密測(cè)量技術(shù),潛行百天后,誤差會(huì)小于1公里。

在量子通信方面,據(jù)介紹,目前在建的"京滬干線"項(xiàng)目光纖長(zhǎng)度約2000公里,計(jì)劃于2016年底建成,將連接北京、上海等城域網(wǎng)絡(luò),將通過技術(shù)驗(yàn)證等,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上銀行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程災(zāi)備、金融機(jī)構(gòu)信息數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用示范。8月發(fā)射的中科院量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星"墨子號(hào)",將實(shí)現(xiàn)高速星地量子秘鑰分發(fā)、星地量子糾纏分發(fā)和千公里級(jí)的空地量子隱形傳輸。"目前,已建立起星地信道,為后期實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ),以便最后形成天地一體的量子通信網(wǎng)絡(luò)。"潘建偉說。