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量子计算机为何受重视?其科技威力强大

2019-03-14

2017年美国国会举办听证会,讨论如何确保“美国在量子技术领域的领先地位”。IBM宣布将投入30亿美元研发量子计算等下一代芯片,微软公司也与多所大学共建量子实验室。

2018年3月谷歌6日宣布推出一款72个量子比特的通用量子计算机Bristlecone,实现了1%的低错误率,与9个量子比特的量子计算...

量子计算机为何受重视?其科技威力强大

2017 年 10 月,阿里巴巴前沿与基础科学研究机构达摩院成立,量子计算成为其核心研究方向之一。

2018年 5 月,达摩院量子实验室推出强大的量子模拟器「太章」。「太章」在世界上率先成功模拟了 81(9×9)比特 40 层的作为基准的随机量子电路,之前达到这个层数的模拟器只能处理 49 比特。

2018年7月我国首次实现了18个量子比特纠缠,中国科学技术大学潘建伟院士及其同事陆朝阳、刘乃乐、汪喜林等通过调控6个光子的偏振、路径和轨道角动量3个自由度,在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠,刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。

华为也研发类似阿里「太章」模拟器,在2018年 10 月发布了 HiQ 量子计算模拟器,模拟了全振幅 42 量子比特,单振幅 81 量子比特的量子计算。

IBM在2017年已经实现了4量子体积,并在2018年达到了8。在CES 2019展会上,IBM展示的最新的量子计算机IBM Q System One(20量子比特),达到了16量子体积。

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由于量子信息具有奇妙的叠加态和纠缠态,使得一个n量子比特的存储器同时存储着2n 个数据状态,这种奇妙的特征使得量子计算具有并行性。当在量子计算机对一个n量子比特的数据进行处理时,量子计算机实际上是同时对2n 数据状态进行处理,使得量子计算机相对目前的电子计算机有着指数倍级的算力提升,在目前一些电子计算机环境下难以计算的困难问题,在量子计算机的超级算力下却成为容易计算。而目前一些云计算需求在量子计算技术的帮助下,只需要一瞬间,就可以解决商业和社会面临的课题。量子计算机的这种超强算力,同时也使得目前计算复杂的公钥密码安全受到挑战。根据目前估算,1448量子位的量子计算机可以破解256位的椭圆曲线密码,2048量子位的量子计算机可以攻破1024位的RSA密码。而目前身份证或者电子商务系列就是使用以上的密码,因此量子计算对加密和信息安全有重大影响,量子计算对各国的科技根基的重要性不言而喻。

量子计算机为何受重视?其科技威力强大


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