量子計(jì)算機(jī)"九章"有多厲害?在不增加能耗的基礎(chǔ)上提升計(jì)算能力
意義非凡
在不增加能耗的基礎(chǔ)上,提升計(jì)算能力
“大數(shù)據(jù)時(shí)代,全球數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增長,每兩年翻一番。龐大的數(shù)據(jù)若不提取,則沒有意義。”潘建偉說。目前,計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)的發(fā)展模式受限,超級計(jì)算機(jī)能耗巨大。在潘建偉看來,“九章”問世,其意義在于在不增加能耗的基礎(chǔ)上,提升計(jì)算能力。
眼下,研制量子計(jì)算機(jī)已成為世界科技前沿的最大挑戰(zhàn)之一,是全球角逐的焦點(diǎn)。去年,谷歌公司推出53個(gè)超導(dǎo)量子比特的計(jì)算機(jī)“懸鈴木”,對一個(gè)數(shù)學(xué)算法的計(jì)算效率遠(yuǎn)超當(dāng)時(shí)世界最快的超級計(jì)算機(jī),率先實(shí)現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”。而“九章”則實(shí)現(xiàn)了“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解。
處理5000萬個(gè)樣本的高斯玻色取樣問題,“九章”只需200秒,而目前世界上最快的超算則需要6億年;處理100億個(gè)樣本,“九章”需10個(gè)小時(shí),超級計(jì)算機(jī)則需要1200億年。正如陸朝陽所說的那樣:“‘九章’在一分鐘時(shí)間里完成了經(jīng)典超級計(jì)算機(jī)一億年才能完成的任務(wù)。”
對量子計(jì)算機(jī)的研究,國際同行公認(rèn)有3個(gè)指標(biāo)性的發(fā)展階段:第一階段是發(fā)展具備50至100個(gè)量子比特的高精度專用量子計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)計(jì)算科學(xué)中量子計(jì)算優(yōu)越性的里程碑;第二階段是研制可相干操縱數(shù)百個(gè)量子比特的量子模擬機(jī),以解決若干超級計(jì)算機(jī)無法勝任的具有重大實(shí)用價(jià)值的問題;第三階段是大幅度提高可集成的量子比特?cái)?shù)目至百萬量級,實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)量子邏輯門,研制可編程的通用量子計(jì)算原型機(jī)。
據(jù)陸朝陽介紹,與“懸鈴木”相比,“九章”具有運(yùn)算速度更快、環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)、克服技術(shù)漏洞這三大優(yōu)勢。“懸鈴木”只有在小樣本的情況下快于超算,“九章”則在小樣本和大樣本上都超過了超算,“好比賽跑,谷歌的機(jī)器短跑能跑贏超算,長跑跑不贏;我們的機(jī)器短跑、長跑都能跑贏。”
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