想不到这些“小圈圈”居然超越超级计算机的力量!

伟珍谈时尚穿搭 2024-12-13 03:46:17

“祖冲之号”系列又发布新进展了!

这一次是中国在量子计算领域黑科技进步的新展现,这确实令人非常惊喜。

量子计算机是目前科技发展领域一种新兴产物,它拥有强大的计算功能和更强大的技术系统。

我国的“祖冲之号”超导量子计算原型系统将量子计算技术研究推进到了前所未有的新台阶,测验出来计算优越性结果让人眼前一亮,非常惊喜。

量子计算机是当今世界最神奇的科技成果之一,它的强大是无可否认的。

但是,人们对这种“量子小圈圈”到底是怎么样的一种工作状态和计算机制一直充满好奇。

本次“祖冲之号”原型系统的最新测验结果再次引发全球范围内的高度关注,即便是在国内媒体也频频举行专题讨论,非常引人注目。

量子小圈圈是什么?

量子“小圈圈”指代的是量子比特,量子比特是量子计算机进行计算和处理信息的最小单位。

这就好比传统计算机的比特,但是它不仅仅是简单地代指二进制0和1,而是一个量子体系,它可以处于多个状态之间的叠加。

每个这样的“小圈圈”都拥有强大的并行算力。

排除环境干扰的时候,它们能够实现超强算力运行。

并且,由于量子比特之间会发生纠缠现象,所以一组“小圈圈”能够产生比传统计算机更多的变量,实现更强大的计算能力。

量子比特不同于经典比特。

经典比特只有两种状态,而量子比特可以同时存在两种状态,并可以吸收周围环境中的状态实现叠加与纠缠。

所以,随着量子比特数量和质量的提升,量子计算机的计算能力将会出现指数量级的提升。

然而,要实现这样的效果并不是那么简单!

量子比特的实现非常困难。

目前全球有三个研究方向:光学、离子阱和超导。

中国采用的是超导体系,到现在为止已经在200多个“Qubit”的规模上取得了非常好的发展进展。

2021年底,中国科技大学团队将其量子处理器的规模扩展到113个量子比特,同时也将其系统精度提升到了97%。

迄今为止该规模已经保持无误了近半年时间,这是中国在保持量子优越性方面又创下的一项具有里程碑意义的新成就,这意义真是相当不一般!

2019年4月26日,美国谷歌公司发布了一篇论文,首次正式宣布实现了量子优越性។

论文中介绍的案例是该公司的25个“Qubit”处理器在经过约200秒后完成了使用经典计算机作解析等价值高达275个PETABYTES的一系列计算任务,并得到结果:输了。

十几天后,加州大学伯克利分校的一名教授率领团队再次发布了一项论文,重申了谷歌发布的论文中1/3的内容似乎事与实际不符。

学术界本来就很混乱,这又添了一层复杂,由此引发争议,让我们先将关注点放在谷歌和中国科研团队之间此起彼伏的挑战中。

2021年,谷歌再次以性质几乎不一样的新论文作为挑战工具向中国发起新的挑战。

这一次,中国科技大学团队用最快速的响应速度进行了科学反击,他们展示了更复杂的随机量子线路采样任务,成功超越了谷歌之前宣布的量子优越性实验结果。

2022年,该团队再次进行了重大技术突破,更先进版本的祖冲之二号正式发布。

“小圈圈”们有哪些技能?

早在2016年12月份,中国科学技术大学构建了一台113个量子比特编号为“十”的超导量子处理器,完成了一项前所未知的新性能任务。

同时,由于该实验任务独一无二,这次实验结果也就具有无可替代价值,随后该卓越成果迅速被中国和世界各大媒体积极报道并生成各种专题。

2017年8月,中国科技大学在国务院召开的一次大会上正式宣布表现出全方位全面优越性的新一代超导原型处理器问世,这就是“祖冲之号”,简称“祖冲之1.0”系统。

2019年12月19日,中国科学技术大学再次正式宣布了第二台新型系统问世。

与第一台相比,这台新型系统不仅包含改进版硬件结构,还更新说明书和错误更正算法、增强程序调谐流程以及降噪和评估流程等。

2020年 1月15日,“祖冲之2.0系统”正式发布。

这两个产品名中的“祖冲之”代表的是我国古代数学家祖冲之速度,而“号”是用来表示新时代中国科研成果的一种特殊界面命名方式,其所代表系统具体版本为1.0或2.0。

当然,科研成果并非中国独有,其外部名称“System”意为系统是所有类此产品共同属性命名标识之一。

小圈圈们具有什么技能呢?

首先,量子比特(即小圈圈)是构成量子计算机“QUBIT”的最小单位。

其可以置于两种状态之间进行叠加,也就是英文中的superposition。

其次,“QUBIT”的状态能够彼此关联,我们称之为纠缠,即纠缠态entangled state。

除此之外,还包括测量state measurement,也就是通过测量手段干扰和观察量子比特状态变化,最后,还有完成gate operation,可以通过对叠加态进行干扰操作从而实现各种需要完成的任务目标。

祖冲之号上的实验性能挑战表现胜利。

2021年,中国科研团队接受了来自美国谷歌团队提出的测试挑战,该测试涉及到一系列具有极端复杂性的任务,需要使用全新的专门开发软件进行指导。

此次测试结果显示,这些复杂任务实现了100%的完成率,而在谷歌团队项目之前,中国科研团队所创造的一代杰作已经显示出完美符合这些任务需求的性能。

在2021年底,中国科学技术大学科研团队发布了具有里程碑式重大意义的重要公告,他们的消息内容令人惊叹不已:“我们创建了中国第一台超导量子原型计算机,并且中国第一台样机展现出了令人瞩目的全球领先性能水平。”

2021年12月16日,他们通过新闻稿正式向世界介绍了中国版本超级计算机的卓越成就:“无论是在性能还是在规模上,我们都达到了全球领先水平。”

此次改进有着巨大的影响力,它不仅提高了系统精度,更重要的是将确保将来能够实现量子纠错。

2022年6月15日,这台处理器成功更名为“祖冲之二号”。

2022年11月30日,中国科学技术大学团队展示了全新的伟大成就,他们在全球最大规模、精确度最高、使用范围最广的几种测验中证实了处理器“祖冲之二号”的超导量子性能。

这些实验体现出了中国在这一领域的研究中所创造出的巨大领导地位,这种领导地位将伴随着新的应用领域发展而不断增强,并可能彻底改变我们生活、工作和交流方式。

该系列新成果引发了全球科学界、工业界以及广大的科技爱好者们极大的关注和广泛的讨论,他们热切期待着中国在这一领域将带来的未来更多潜在新发现。

2023年,中国研究团队进行了大规模概率统计模拟以测验氢分子的电子结构。

从更大规模的随机量子样本到无法用经典计算分析的大型分子结构模拟,这证明了“祖冲之2.0-2.1”不仅全面显示出最新系统的超导过程,同时还非同寻常地证明了中国在世界领先地位上不可动摇的新优势。

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