中国再取新突破,成功造出255个光子计算机,科学家:比超算还快
中国再取新突破,成功造出255个光子计算机,科学家:比超算还快
前言
在2020年的时候,我国中科大就曾宣布,已经成功的研发出了,名为“九章”的量子计算机,其计算能力超过超算的100万亿倍。
而在3年后的2023年,中科大再次传出了好消息,那就是在经过长时间的研究后,已经成功研发出了,世界首个255个光子的量子计算机
光子计算机
计算能力不但超越了“九章”10倍,更是快于超算1000万亿倍,这样的消息一经传出,立刻就引起了世界的轰动,因为这一技术在世界范围内,都是未曾突破的。
那么这个时候问题就来了,量子计算机到底是什么?为什么会引起如此大的轰动?
量子计算机发布会
量子计算机的诞生与发展
实际上所谓的量子计算机,就是一种利用量子力学理论,所开发出的先进计算机,相比与传统的计算机,量子计算机可实现前所未有的计算速度,同时对安全通讯信息,也可以起到十分有效的保护。
而量子计算机这一概念,最早是在1981年产生的,当时的诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼,提出了两个富有洞察力的问题。
第一个就是经典的计算机,是否能有效的模拟出量子系统。
第二个则是利用具有奇特性质的量子材料,能否构建模拟量子系统的计算机?
理查德·费曼
伴随着这个概念的产生,立刻就引起了大批科学家的兴趣,纷纷认为这是一个大胆,但却具有重大意义的概念,而量子计算机的时代帷幕,也自此彻底的拉开。
同时越来越多的科学家,也积极的投身于,对量子计算机的研发之中, 在无数科学家的努力之下,量子计算的理论基础,也开始逐渐建立。
科研人员
1985年物理学家戴维·多伊奇,提出了第一个量子算法,也就是“戴维多伊奇算法”,该算法向世人揭示了,量子计算在解决某些问题上的潜在优势。
之后戴维等多名学者,继续投入到了,量子计算的理论框架,以及计算模型的研究之中,成功为后续的研究,奠定了十分坚实的基础。
戴维·多伊奇
时间来到1994年,数学家彼得·秀尔,在之前的基础上,发现了著名的“秀尔算法”。
该算法可以利用量子计算机,在多项式的时间内分解大量质数,而这也是传统计算机,所无法实现的。三月三吃鸡蛋
也正因如此,伴随着秀尔算法的诞生,立刻就引起了,学术界和工业界的广泛关注,更是为量子计算机的研究和发展,提供了十分重要的动力。
彼得·秀尔
1995年美国物理学家,提出了一种基于离子阱技术的量子计算实现方案,之后该技术就逐渐成为了,量子计算的主要实验平台之一。
与此同时学者们还探索了,其他实现量子计算的物理系统,如超导电路、光子系统等。
而伴随着社会的发展与进步,各个国家在这项技术的应用上,也是取得了较大的进展,更是创造出了许多的先进技术。
量子计算机
比如澳大利亚的西蒙斯团队,就研究出了建国几周年硅量子点系统,而微软所发展的,则是拓扑量子比特方案。
除此之外还有,由美国霍尼韦尔所领衔的离子阱方案,以及其他更小众的方案,可谓百花齐放,各种路线各有特和优势。
由此我们就不难看出,量子计算机在如今的国际社会上,占据着十分重要的地位,而这也就是为什么,世界各国都在集中力量和科研资源,去寻出一条,适合自己的量子计算机实现途径。王者荣耀更新
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打破封锁和垄断
只不过由于我国的工业发展较晚,因此在许多技术以及科技上,一直是处于落后地位的,甚至还有许多的技术,一直都被那些老牌的强国所垄断着。
这也就导致如今的我们,在许多领域的发展,一直都是落后于世界的。
而作为一种先进的技术,量子计算机自然也成为了,老牌强国所打压的重要目标,这也使得我们在很长的一段时间里,都无法在这一领域中,取得一些较大的突破。
量子计算机展览会
即便是这样,我们的科学家也没有选择放弃,而是更加积极的,投身到对该项目的研究之中,幸运的是,在经过近20年的努力后,我国的科学家成功突破了封锁。
而在众多的科研人员中,最让人感到敬佩的,无疑就是潘建伟院士和他的团队。
作为中国量子计算机领域的领军人物,潘建伟院士可谓是为我国,在该领域奉献出了自己的一切。
潘建伟院士
2003年,潘建伟团队首次提出了,利用卫星来实现星地间的量子通信,并构建出一个,覆盖全球量子保密通信网的方案。
并于2004年在国际上,成功验证了,穿过大气层进行量子通信的可行性。
潘建伟院士
在通过七年的研究后,充分验证了利用卫星实现量子通信的可行性,之后就建立了“量子科学实验卫星”,这一超前的项目。
同时在全方位验证了,卫星到地面的量子密钥分发的可行性后,成功研制出了世界上首颗,量子科学卫星“墨子号”,并在2016年8月,在酒泉卫星发射中心成功发射升空。
墨子号
经过4个月的在轨测试,终于在2017年1月18日,正式交付并开展科学实验。
同时在“墨子号”交付的这一年,潘建伟院士和他的团队,又成功开通了国内第一条,远距离光纤量子通讯骨干网“京沪干线”。
而伴随着这两项技术的问世与应用,也意味着我们在量子领域,已经成功的突破了封锁,并逐渐走在了世界的前列。
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光子计算机的构成与前景
如今潘建伟团队所研制出的,世界首个255个光子计算机,则是我们在量子计算机领域,取得的又一个新突破。壳之少女攻略
而这也意味着我们不但突破了封锁,更是成功的在国际社会上,占据了一席之地。
那么这个时候可能有人就会感到疑惑了,光子计算机到底是什么?它又可以应用在哪些领域?
光子计算机
麻花的做法实际上光子计算机,是量子计算机的一个分支,是一种利用光子来进行计算的方法,相比于传统的计算机来说,具有更好的优越性,同时也具有更高的稳定性。
而255个光子计算机,则是将255个光子,分布在同一颗光子芯片上,之后将这些光子结合在一起,从而构成的光子比特。
这样构成的光子比特,可以轻松跨越17公里,形成系统的一部分,之后再经过大量的调试和测试,以此来实现各光子之间的,相互作用以及反馈。
光子比特
而光子计算机的应用前景,也是非常广阔的,更是可以涉及到多个领域。
首先就是航空航天领域,光子计算机可以十分有效的,去模拟飞行器的飞行状态,并以此来预测出,飞机在不同天气环境下的响应和适应性,同时还可以针对不同航班的特点,进行智能化的航班管理。
光子计算机
其次就是在军事领域,光子计算机可以用于密码学的研究和开发,在如今这个不断变化的网络安全环境下,提升密码技术的安全性,是保障军事机密安全的重要环节,而在光子计算机的加持下,这个问题就能得到妥善的处理。

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