【中国量子计算原型机“九章”问世，普通人怎样初识量子计算？】

12月4日凌晨，中国科学技术大学宣布，由该校潘建伟、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》。

“量子霸权”是指量子计算装置在特定测试案例上，表现出超越所有经典计算机的计算能力。对比谷歌“悬铃木”，“九章”除了等效计算能力比前者快100亿倍这一明显优势外，还有三大明显优势：

（1）运行环境。谷歌“悬铃木”需要全程运行在-273.12℃的超低温环境中，不仅温度很低，而且温度数值还要求非常精确。“九章”除了探测部分4K外，室温环境中即可运行，这算是一个巨大的进步。

（2）不依赖样本数量。上面说到，谷歌的“悬铃木”用200秒就解决了超级计算机2天的任务，那是基于100万个样本。如果样本数量增加到100亿个样本，超级计算机还是需要2天，但“悬铃木”就要用20天了。“九章”计算5000万个样本用时200秒，超级计算机要用6亿年，同样将样本数量增加到100亿个，九章需要用10个小时，而超级计算机需要用1200亿年。这就是“九章”的巨大优势，要知道，宇宙的年龄也才137亿年。

（3）输出态空间。量子计算的基础是量子纠缠，而量子输出态空间，就是量子纠缠可能出现的状态的数量。量子纠缠状态的数量，影响着量子计算的能力。从对比上来看，“九章”要比“悬铃木”高出14个指数级，悬铃木为10的16次方，而九章为10的30次方。

对于普通人而言，量子计算机及相关概念和理论可能有些深奥难懂。简而言之，量子计算是一种基于量子力学的、颠覆式的计算模式，它以量子位为基本单元，通过量子态的受控演化实现数据存储，具有经典计算技术难以企及的信息携带量以及并行处理能力，同时能耗更低。“九章”的问世，更加证明“在不久的将来，量子计算可以改变世界”。

学习是进步的阶梯，那有没有什么途径可以让普通人快速了解量子计算呢？

由于量子计算是涉及物理学、计算机科学和数学等多学科的综合性交叉领域，因此要使普通人或初学者全面理解这个研究领域并不容易，如果推荐一本相关图书的话，《初识量子计算》应是一本非常好的量子计算入门读物。因为阅读这本书无须具备过多物理学、计算机科学以及电气工程相关的专业知识，就可以了解量子的基本概念、性质和原理。同时，这本书还介绍了量子力学的发展历史，深入讨论了量子电路、量子叠加与纠缠、量子纠错、量子算法、量子密码学等内容。全书内容丰富，层次分明，以通俗易懂的方式完整且系统地介绍量子计算的基础知识以及近些年的研究成果，可以迅速帮助读者全面了解该领域的重要方法及成果。这本书既可作为一般读者了解该领域的科普入门读物，也可作为高等院校电子信息、通信工程、计算机科学、物理学等专业的通识教材，为读者今后独立从事量子计算与量子信息研究做好准备。

未来“量子革命”的竞争将会愈演愈烈，这本书或许能引领更多的普通人初识量子计算、走进量子世界！

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