中国量子计算原型机九章问世 我国实现“量子计算优越性”里程碑

12月3日消息 今日凌晨，中国科学技术大学宣布，中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，构建了 76 个光子 100 个模式的量子计算原型机 “九章”，实现了具有实用前景的 “高斯玻色取样”任务的快速求解。

据悉，根据现有理论，该量子计算系统处理高斯玻色取样的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍(“九章”一分钟完成的任务，超级计算机需要一亿年)。等效地，其速度比去年谷歌发布的 53 个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。

中国科学技术大学表示，这一成果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(国外也称之为 “量子霸权”)。相关论文于 12 月 4 日在线发表在国际学术期刊《科学》。

根据中研普华《2020-2025年中国量子计算行业市场全景调研与投资前景预测报告》分析：

近期，潘建伟团队通过自主研制同时具备高效率、高全同性、极高亮度和大规模扩展能力的量子光源，同时满足相位稳定、全连通随机矩阵、波包重合度优于 99.5%、通过率优于 98% 的 100 模式干涉线路，相对光程 10-9 以内的锁相精度，高效率 100 通道超导纳米线单光子探测器，成功构建了 76 个光子 100 个模式的高斯玻色取样量子计算原型机 “九章”。

根据目前最优的经典算法，“九章”对于处理高斯玻色取样的速度比目前世界排名第一的超级计算机 “富岳”快一百万亿倍，等效地比谷歌去年发布的 53 比特量子计算原型机 “悬铃木”快一百亿倍。同时，通过高斯玻色取样证明的量子计算优越性不依赖于样本数量，克服了谷歌 53 比特随机线路取样实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。“九章”输出量子态空间规模达到了 1030(“悬铃木”输出量子态空间规模是 1016，目前全世界的存储容量是 1022)。

量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定算法在一些具有重大社会和经济价值的问题方面(如密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析等)相比经典计算机实现指数级别的加速。该成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位，为未来实现可解决具有重大实用价值问题的规模化量子模拟机奠定了技术基础。

随着越来越多的玩家深入到这个行业，量子计算将会在各个行业中有越来越多的应用，特别是那些传统计算机被证明效率低下的一些情况下。量子计算的出现，为经典计算机算力的跃迁带来可能，但是目前量子计算技术仍处于初级阶段，距离解决工程规模的问题可能还需5-7年。预计，2027年，全球量子计算市场规模将达到107亿美元。

在一些传统行业，以现有人类科技的计算能力，所消耗的时间和成本巨大，如生物制药、化工、能源等;还有另一些本身对计算能力要求较高达到科技行业，也将会是量子计算实现商用的领域。例如：搜索、数字安全。人工智能、机器学习等等。

当前量子计算元年无法预测，但是可以预见的是，在所有商业应用领域不存在偶然爆发的情况下，前5年的发展将非常平稳。生物医药和化工行业作为庞大的行业，在量子元年应用市场规模将占据大部分份额，随着时间推移，搜索、机器学习和数字安全三个行业凭借本身对计算的直接需求，将以量子计算作为时代跳板，市场规模占比逐渐扩大，成为量子计算应用领域的主流。

想了解更详实的中国量子计算行业分析请点击中研普华出版的《2020-2025年中国量子计算行业市场全景调研与投资前景预测报告》