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在最近，中國在全球超級計算大會(SC21)上，由之江實驗室聯(lián)合清華大學(xué)、國家超級計算無錫中心、上海量子科學(xué)研究中心組成的14人團隊摘得素有超算界諾貝爾獎之稱的“戈登貝爾獎”。打破過去由西方谷歌公司主導(dǎo)的量子霸權(quán)，實現(xiàn)了我國量子計算機領(lǐng)域的巨大突破。那么接下來我們就一起總結(jié)一下，中國量子計算機的發(fā)展。

在講解中國量子計算機發(fā)展前，我們首先了解一下量子計算機的相關(guān)知識。量子計算機是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。通俗一點來說，就是它打破傳統(tǒng)數(shù)學(xué)算法，采用量子規(guī)律進行邏輯運算，以量子態(tài)為記憶單元和信息儲存形式。它的基本單位——昆比特，昆比特又稱量子比特，它通過量子的兩態(tài)的量子力學(xué)體系來表示0或1。我們在考試中非常喜歡把量子計算機和傳統(tǒng)計算機進行比較，所以大家還需要了解那么相比傳統(tǒng)計算機來說，量子計算機最大的優(yōu)點在于運算上，今天是大數(shù)據(jù)時代，在面對海量的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)計算機是數(shù)據(jù)越多，計算越緩慢，計算精度越低。但是對于量子計算機來說由于采用量子來處理信息，數(shù)據(jù)越多，處理的速度越快，同時數(shù)據(jù)處理也越精準。同時由于量子具有不可克隆的原理，可以防止因為計算機病毒，導(dǎo)致個人信息被泄露，充分保護個人的隱私。

量子計算機具有這些突出的優(yōu)點，今天中國也逐漸開始重視量子計算機。在2020年由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統(tǒng)所、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作，構(gòu)建了76個光子的量子計算原型機“九章”。這也是中國第一臺量子計算機，為何要命名為九章，主要是為了紀念中國古代最早的數(shù)學(xué)專著《九章算術(shù)》�！毒耪滤阈g(shù)》是中國古代張蒼、耿壽昌所撰寫的一部數(shù)學(xué)專著，它總結(jié)了先秦兩漢時代的數(shù)學(xué)成就，它的出現(xiàn)標(biāo)志中國古代數(shù)學(xué)形成了完整的體系，是一部具有里程碑意義的歷史著作。

“九章”突出的特點在于計算速度非�？欤�在處理數(shù)學(xué)問題求解5000萬個樣本的高斯玻色取樣問題“九章”只需200秒。它的速度比目前全球最快的超級計算機快一百萬億倍。同時在存儲容量突破“世界紀錄”。我國因此成為全球第二個實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。(量子優(yōu)越性：也被稱為“量子霸權(quán)”。量子計算機的工作原理具有超快的并行計算能力，它往往通過特定算法，在一些具有重大社會和經(jīng)濟價值的問題方面起到非常重要作用，比如密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計、藥物分析等，因此，相比經(jīng)典計算機而言，它能夠?qū)崿F(xiàn)指數(shù)級別的加速。)

計算機需要操作系統(tǒng)支持，我們不僅在量子計算機技術(shù)上取得巨大突破，在操作系統(tǒng)上也取得巨大突破。2021年中國科學(xué)院量子信息重點實驗室孵化企業(yè)合肥本源量子計算科技有限責(zé)任公司在合肥發(fā)布了首款國產(chǎn)量子計算機操作系統(tǒng)——本源司南�，F(xiàn)有量子計算機操作系統(tǒng)普遍缺少量子資源管理、多量子計算任務(wù)并行處理、量子芯片自動化校準等功能，難以有效利用量子計算資源。我們利用這個操作系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在量子芯片自動化校準、量子資源系統(tǒng)化管理功能等讓量子計算資源得以高效利用，讓量子計算資源真正的走出實驗室，讓更多的用戶能夠體驗到。

同樣在2021年，我國又在量子計算機上取得更大的突破，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的潘建偉團隊又宣布研制出了新的量子計算機“祖沖之號”，這是目前國際上超導(dǎo)量子比特數(shù)量最多的量子計算原型機，其操縱的超導(dǎo)量子比特達到62個。該計算機命名為“祖沖之”是為了紀念我國著名數(shù)學(xué)家祖沖之。(祖沖之是世界第一個計算出圓周率3.1415926和3.1415927之間，使得圓周率能夠精確到小數(shù)點后七位。)1500多年后，新“祖沖之”不僅是目前國際上超導(dǎo)量子比特數(shù)最多的量子計算原型機，還在此基礎(chǔ)上完成了可編程的二維量子行走。與千年前中國科學(xué)家在圓周率上的領(lǐng)先一樣，“祖沖之號”再次讓中國走在了量子計算機的前沿。

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