去年年底,我国量子计算原型机“九章”的问世,引起了世界的轰动。它使得我国成功达到了量子计算研究的第一个里程碑——量子计算优越性(Quantum Supremacy,国外也称之为“量子霸权”)。
"九章"有多牛?据介绍,“九章”处理高斯玻色取样问题的速度,比目前最快的超级计算机还要快100万亿倍,等效速度比谷歌的量子计算原型机“悬铃木”快100亿倍。打个比方,就是谷歌的机器短跑可以跑赢超级计算机,长跑跑不赢;“九章”的机器短跑和长跑都能跑赢。
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作为“算力核武器”,量子科技看起来离我们很远,但对我们的工作生活意义重大。例如量子计算机可以帮助人们建立更好的气候模型,更敏锐地洞悉环境变化;它还可以大幅缩短药品研发流程,协助人类快速检查药品配方、计算出最适合的成分;利用量子计算机强大的计算和加密能力,还引申出了“量子密码学”这门新学科。有观点认为,未来,量子科技或将成为智能经济时代的“新基建”。
正因如此,量子科技的发展具有重大科学意义和战略价值。去年,中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习,表示要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局。
如今,不少顶层设计和政策都出现了“量子”的身影。在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中,量子信息被列为“十四五”科技创新的重要发展领域之一;北京市《加快新型基础设施建设行动方案(2020-2022年)》中提到,围绕脑科学、量子科学、人工智能等前沿领域,加快推动北京量子信息科学研究院、北京脑科学与类脑研究中心、北京智源人工智能研究院、北京应用数学研究院等新型研发机构建设。
科研院所是推动量子科技发展的主力。近日,中国科学院院士郭光灿团队在高维量子通信研究中取得重要进展,在与中奥学者的合作中,首次实现高保真度32维量子纠缠态,显著提高了量子通信的信道容量,同时为研究高维系统下的量子物理基本问题打下重要基础。
一大批科技企业也正加速推进量子科技的产业化浪潮。例如百度正将量子科技与AI技术发展与产业创新相结合,为人工智能与量子科技融合发展奠定基础。2019年,百度发布“量脉”(Quanlse),这是国内最先研发的基于云平台的量子脉冲计算系统。去年,百度飞桨发布量子机器学习开发工具“量桨”(Paddle Quantum),使百度飞桨成为国内首个、也是目前唯一支持量子机器学习的深度学习平台。与此同时,百度研究院量子计算研究所还带来国内首个云原生量子计算平台“量易伏”(Quantum Leaf),可用于编程、模拟和运行量子计算机,为量子基础设施服务提供量子计算环境。
目前,百度已初步建成由此三大项目为主体的量子平台,为行业提供了连接顶层解决方案和底层硬件基础所需的大量软件工具及接口。
于危机中育先机、于变局中开新局。在关键核心技术攻关之下,我国量子科技研究与应用驶入了“快车道”,而以百度为代表的科技企业,也将持续把量子科技与人工智能等深度融合,把握大趋势,下好先手棋,助力我国抢占量子科技国际竞争制高点,构筑发展新优势。
（陈蕊）
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