“九章三号”考点汇总
2023年10月11日，中国科学家成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”，刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。今天带大家了解一下我国光量子计算机的发展历程。
一、发展历程
1.量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式，1981年，诺贝尔奖获得者理查德·费曼首先提出了量子计算机构想。
2.2019年，美国谷歌公司宣布研制出53个量子比特的计算机“悬铃木”，在全球首次实现“量子优越性”。
3.2020年，潘建伟团队构建76个光子的量子计算原型机，取名“九章”。“九章”处理高斯玻色取样问题的速度比当时最快的超级计算机快一百万亿倍，使中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。
4.2021年，潘建伟团队成功研制113个光子的“九章二号”和66比特的“祖冲之二号”量子计算原型机，使中国成为唯一在光学和超导两条技术路线都实现量子优越性的国家。
5.2023年10月，中国科研团队宣布，成功构建255个光子的量子计算原型机“九章三号”，再度刷新光量子信息技术世界纪录。
“九章三号”求解高斯玻色取样数学问题的速度比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍。
“九章三号”处理高斯玻色取样的速度比“九章二号”提升一百万倍，“九章三号”微秒可算出的最复杂样本，当前全球最快的超级计算机“前沿”约需200亿年。
【拓展】高斯玻色取样是一个计算概率分布的算法，可用于编码和求解多种问题，需要极大的运算量，传统计算机在处理这一问题时，会遇到计算速度和精度的瓶颈。而“九章三号”利用其独特的量子计算能力，将这一问题的解决速度提升到了前所未有的高度。
二、量子计算机的作用
量子计算机具有超快的并行计算能力，可望通过特定算法在密码破译、大数据优化、天气预报、材料设计、药物分析等领域，提供比传统计算机更强的算力支持。
三、量子计算机实现的“三步走”路线图
第一步是实现“量子优越性”，即通过高精度地操纵近百个物理比特，高效求解超级计算机无法在合理时间内解决的特定高复杂度数学问题。
第二步是研制可操纵数百个量子比特的量子模拟机，解决一些超级计算机无法胜任、具有重大实用价值的问题。
第三步是大幅提高量子比特的操纵精度、集成数量和容错能力，研制可编程的通用量子计算机。
国际主流观点认为，要研制通用型量子计算机，至少还需要5年到10年时间。
【课后练习】
1.（单选）2023年10月11日，中国科学家成功构建了（）个光子的量子计算原型机“九章三号”，刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。
A.53
B.76
C.113
D.255
【答案】D。2023年10月11日，中国科学家成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”，刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。
2.（单选）2023年10月11日，“九章三号”量子计算原型机问世，再度刷新光量子信息技术世界纪录。“九章三号”求解（）数学问题的速度比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍。
A.大基数
B.科拉兹猜想
C.高斯玻色取样
D.霍奇猜想
【答案】C。“九章三号”求解高斯玻色取样数学问题的速度比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍。
