网友提问:
当前量子计算技术前沿是什么水平?
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已经达到科学前沿的量子水平。
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而据来自《澎湃新闻》一零月二七日的报道,我国超导量子计算机“祖冲之二号(二.零版)”又有了最新进展:“祖冲之二.一(二.一版)”所完成任务的难度比“祖冲之二.零”又高出了三个数量级。
我们都知道祖冲之二.零版(祖冲之二号基本版)就已经很牛了,它是六六比特的可编程超导量子计算原型机,比今年五月份推出的“祖冲之”号多出四个比特,这四个比特使量子计算性能实现质的提升,同等计算比目前最快的传统超算还要快一千万倍,并且实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解;而且它的计算复杂度比美国谷歌的同类型超导量子计算原型机“悬铃木”还高出了一百万倍,它的出现也标志着我国在超导量子计算体系中全球领先。
而祖冲之二.一则又是祖冲之二.零的升级版,它实现了系统规模高达 六零个量子比特的二维矩形超导量子位阵列和 二四 个周期的随机量子电路采样(全部量子比特为六六个)。
与二.零版相比,祖冲之二.一的读出性能大幅提升到了平均保真度九七.七四%,最高可达 九九.一%,而单量子位门和双量子位门的平均保真度分别为九九.八四%和九九.四零%,这都是超导量子计算领域从未有过的读出保真度,这种性能的巨大改进,将在实现更大更深的随机量子电路采样方面发挥着关键作用。
祖冲之二.一采用了一种新的校准方法,专家称之为四-patch校准,是一种以基于双量子比特XEB获得的原始门参数来识别类iSWAP门的参数,这比以往的技术提高了辨识精度,实验表明所有保真度都得到了很大的提高,并且与预测的保真度十分匹配,表明等方法适应性更强,也更符合全电路模式。
祖冲之二.一在计算成本估算上则采用了张量网络算法,其在六零个量子比特和二四个周期的采样任务上比Sycamore上最难的任务高出了六个数量级,相比祖冲之二.零版则高出五零零零倍,产生的希尔伯特空间维数高达 二^六零,量子计算技术代际之间超越的幅度简直让人瞠目结舌,如今最先进的超算进行经典模拟随机电路采样实验的时间要花费四八,零零零年,而祖冲之二.一仅需约四.二小时,量子计算相比传统计算的超越性十分巨大。
目前量子计算距离实用化最需要解决的问题是量子纠错,祖冲之二.一的读取保真度目前最高,平均已达九七.七四%,某些方面数据更在九九%以上,相对而言量子纠错也比较容易实现,预测量子计算机在特定领域实用化已经为时不远,它的极速计算性能将颠覆诸多领域的现有技术,打开新的技术革命的大门。
参考资料:
《澎湃新闻》二月二七的文章《国盾量子披露“祖冲之二.一”:任务难度比二.零高三数量级》
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量子计算
当我们提到量子计算的时候,我们到底在谈论什么?
量子计算/量子计算机的概念是著名物理学家费曼于一九八一年首先提出的。从那时起,量子计算就开始了其不平凡的发展历程,一直到今天。量子计算注定了是一项会改变人类的技术。
量子计算实际上应该分为两部分:一部分是量子计算机的物理原理和物理实现,而另一部分则是量子算法。
量子计算机
量子计算机是一个相对闭合的系统;其计算几乎能够做到瞬时完成。基本上,量子计算机表现得十分“羞怯”:一经查看,计算就会被打断并停止。此外,量子计算机是非常复杂的系统,其涉及到多重前沿性技术。例如,量子计算机的存储单元、多个单元之间的通信、量子比特态的调制等,都需要用到激光器。就量子计算机的材料与制造工艺而言,其不仅代表着过去三四十年中诸多先进技术的集成,还涉及到各学科间的紧密合作。
量子算法
Shor于一九九四年发现第一个量子算法,它可以有效地用来进行大数因子分解。大数因子分解是现在广泛用于电子银行、网络等领域的公开密钥体系 RSA安全性的依据。迄今在实验上被分解的最大数为一二九位,一九九四年在世界范围内同时使用一六零零个工作站花了八个月时间才成功地完成了这个分解。若用同样计算功能来分解二五零位的数则要用八零万年,而对于一零零零位的数,则要有一零^二五年。然而,Shor算法可以在几分之一秒内实现一零零零位数的因子分解。量子算法对于传统算法在性能上是完全颠覆的。
前言技术
目前,量子计算发展迅速,捷报频传,许多成果令人振奋。
量子计算第一种高级编程语言 Silq
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