中國研製出世界首台光量子計算機

世界首台超越早期經典計算機的光量子計算機3日在上海亮相，十個超導量子比特糾纏首次成功實現，科學家再次站在了創新的前沿。

晶元越來越小，傳統計算機未來必將遭遇計算極限。求解一個億億億變數（10的24次方）的方程組，利用目前的超級計算機，大約需要100年。而對類似這樣的大規模計算難題，如果藉助萬億次量子計算機，只需0.01秒。

全新的量子計算機利用量子特有的「疊加狀態」，以採取并行計算的方式，讓速度以指數量級地提升。科學技術大學潘建偉院士和陸朝陽教授等研製的光量子計算機，已經比人類歷史上第一台電子管計算機和第一台晶體管計算機運行速度快10倍至100倍。

據介紹，關於量子計算研究的系列成果已經發表於《自然?光子學》等國際權威學術期刊上。「這意味著，科學家研製出了量子計算領域的埃尼亞克（第一台電子管計算機ENIAC）。」《自然?光子學》的審稿人表示。

陸朝陽表示，預計年底可以實現操縱20個量子比特、達到目前商用CPU水平；到2020年，有望實現操縱45個量子比特的目標，向經典超級計算機的計算能力發起挑戰。

由於量子計算的巨大潛在價值，歐美各國都在積極整合各方面研究力量和資源，開展協同攻關，大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也強勢介入量子計算研究。

2015年，谷歌、美國航天航空局和加州大學聖芭芭拉分校宣布實現了9個超導量子比特的高精度操縱。此次，潘建偉及其同事朱曉波等，聯合浙江大學王浩華教授研究組，首次實現10個超導量子比特的糾纏，在基於超導體系的量子計算機研究方面取得突破性進展。

專家認為，計算能力極限的大幅提升，意味著量子計算機可以分析更多數據。比如，實現精準的天氣預報，躲避颶風海嘯；計算優化的出行線路，讓城市減少堵車；識別有效的分子組合，降低藥物的研發成本和周期；甚至可以用於探索太空，較快辨別可能存有生命體的行星。

當前，信息科技日益走向智能化，量子不僅可以用於量子計算，更安全的量子通信也應運而生。

隨著「墨子號」發射升空，在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信。按照規劃，未來還將發射多顆量子衛星。到2030年左右，建成一個全球化的廣域量子通信網路。

潘建偉說，量子通信可以從原理上確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等的安全性，從根本上解決信息安全問題。

據新華社